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水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)是稻黄单胞菌下稻生致病变种之一,为革兰氏阴性菌,其引起的水稻细菌性条斑病(bacterialleaf streak,BLS)为目前水稻主要病害之一,并有高于水稻白叶枯病危害的趋势。目前有关Xoc的研究主要集中在与其致病性有很大关系的Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲsecretionsystem,T3SS)上,其分泌的效应因子是引起Xoc致病的主要因子;而有关Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ secretion system,T6SS)的研究比较少。本研究旨在探究Xoc中T6SS的功能和作用机制,找出与致病性相关的效应因子,为Xoc的防治提供理论支持。主要研究结果如下:(1)通过基因组分析发现Xoc RS105编码2套T6SS。其中Xoc2542、Xoc1355与 T6SS 结构蛋白 Hcp(haemolysin co-regulated proein)同源。为了解Xoc 中 T6SS的功能,首先构建了缺失单突变体△Xoc2542、△Xoc1355与双突变体△Xoc2542-1355(△dT6SS)。通过水稻接种试验,发现突变体△Xoc2542、△Xoc1355、△dT6SS的致病性比野生型低,回补菌株致病表型有所恢复。说明T6SS参与Xoc RS105的致病性调控。(2)为解析菌株T6SS突变其致病力下降的原因,我们分析了一些已知的细菌致病性因子,如胞外酶、胞外多糖、菌色素等。发现突变体△Xoc2542、△Xoc1355、△dT6SS产生的胞外多糖和黄色素含量均有所降低,野生型与突变体菌株均具有蛋白酶活性,但差异不显著,也证实RS105不产生与致病相关的纤维素酶、淀粉酶、甘露糖酶。这些结果表明T6SS有可能参与调控胞外多糖和黄色素。(3)由于T6SS主要参与蛋白或多肽的分泌,目前研究比较清楚的分泌蛋白为鞘结构蛋白Hcp本身和VgrG蛋白。VgrG作为部分细菌已鉴定的重要效应因子,其分泌需要Hcp识别和运输,推测其存在着共进化的特征。通过基因表达相关性的分析,获得了 hcp和vgrG在表达上的相互影响。hcp与其他T6SS结构基因共进化,也与vgrG呈现一定的共进化特性。分析获得了单个细菌中相互配对的vgrG与hcp。几乎所有的vgrG都与hcpp基因的表达正相关,说明vgrG与hcpp功能的相关性。总结:研究发现在Xoc中有两套T6SS,每套T6SS都对Xoc的致病性有重要作用。每套T6SS的突变都会减少Xoc中EPS和黄色素的合成,这可能是T6SS突变体毒性减弱的原因。此外,T6SS似乎调节Xoc的群体感应,因为T6SS突变体不能在后期生长阶段生长。由T6SS分泌的蛋白质或多肽可能作为群体感应信号,目前在我们的工作中还没有发现。T6SS中VgrG发挥作用离不开结构蛋白Hcp支持,而且T6SS分泌蛋白中也都有Hcp和VgrG。Hcp和VgrG既是结构蛋白又是分泌蛋白,但对其作用上的相关性几乎没有。我们首先研究了 Hcp在致病过程中的作用及T6SS的可能功能,然后以Hcp和VgrG相互依赖为切入点,分析了hc 和vgrG的共进化关系,有利于进一步阐述T6SS的进化及调控机制。