论文部分内容阅读
丁香假单胞菌是一种常见的植物病原菌,分布广泛且种类众多,目前有四十多个致病变种,甚至在南极洲冰层下都有它的存活迹象,因此近年来引起科学家的高度重视。其中属番茄致病亚种Pseudomonas syringae pv.tomato.DC3000的研究最为集中,DC3000成为研究细菌和植物互作的模式菌株。除此之外,部分含有冰核蛋白的丁香假单胞菌能在-5℃~-2℃情况下引发植物形成冻霜从而对植物造成损害,本研究采用了本实验室从植物冻伤组织中分离得到的一株具有高冰核活性的丁香假单胞菌MB03展开。细菌中的sRNA(small non-coding RNA)是一类不具有编码功能的小型核糖核酸片段,长度介于40 nt-500 nt之间,它们绝大部分位于基因间,对细菌的各项生命活动起调控作用。Hfq是一种在细菌中普遍存在的调控蛋白,其主要作用是作为sRNA的分子伴侣,协助sRNA发挥其作用,使其作用效果更加稳固有效。本课题主线为丁香假单胞菌中的部分sRNA对于调控相关表型(分别是:氧化应激耐受性、线虫取食偏好性、T6SS活性、生物膜、运动性等)的作用,并对sRNA参与细菌氧化应激耐受性的调节机制进行了进一步的探究。首先,利用生物信息学手段预测得到了丁香假单胞菌中的16个sRNA,分别是P1、P9、P11、P14、P15、P16、P24、P26、P27、P31、P36、Crc Z10、Crc Z42、Prr F10和Prr F33,并在MB03中找到了它们和编码调控蛋白Hfq基因的具体位置和片段序列。由于丁香假单胞菌MB03能够产生冰核蛋白促使细菌在低温环境下生存,为了证明sRNA对于细菌在低温环境下生存所发挥的作用,分别在不同温度(6℃、16℃)下培养野生型丁香假单胞菌MB03,经摇床24h后,进行荧光定量PCR(q RT-PCR),结果显示实验大部分sRNA呈现下调表达的态势,但P9、P26、P27、Prr F10出现明显上调。针对上述几种表型,选取其中可实行的7个sRNA,分别是P1、P9、P11、P14、P15、Prr F10和Prr F33,分别设计上下游引物,构建基因敲除菌株:ΔP1、ΔP9、ΔP11、ΔP14、ΔP15、ΔPrr F10和ΔPrr F33,氧化应激耐受实验发现ΔP11菌株对氧化应激耐受性显著增强,表现为在0.3 m M/L的H2O2处理下ΔP11存活能力比野生型MB03明显提高50倍,同时抑菌圈实验再次证明P11中断菌株氧化耐受能力增强,因此推测P11有可能对丁香假单胞菌MB03的氧化应激耐受性起负调控作用,然后通过q RT-PCR实验验证得到在ΔP11中与氧化应激相关的基因(过氧化物酶,过氧化氢酶、SOD等)确实出现了明显的上调表达。同时在β-半乳糖苷酶活性实验中,ΔP11与DH5α(pUC18)混合菌斑在X-Gal平板上变色最快,证明ΔP11的T6SS活性较野生型有所降低,稀释涂版定量实验同时表明P11中断菌株的T6SS活性更低,说明P11对丁香假单胞菌MB03的Ⅵ型分泌系统活性存在正调控作用。另外在线虫取食偏好性实验、生物膜形成实验、运动性(swimming、swamming)实验中,中断菌株分别表现出了与野生型丁香假单胞菌MB03不同的差异。综上可见,在丁香假单胞菌MB03中的sRNA承担着不同的生命活动调控作用。