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西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli, Ac)引起的细菌性果斑病(Bacterial fruit blotch,BFB),是近年来在西瓜、甜瓜等葫芦科植物生产上的一种严重的病害,主要是产生大量病斑,造成果实腐烂,严重为害西瓜、甜瓜的叶片和果实,造成大量减产,是国际规定的检疫性植物病害之一。目前人们对西瓜噬酸菌的致病相关基因及其致病机理的研究较少,而对于其致病机理的研究对于BFB防治至关重要。
目前对BFB的防治基本上防效很低,而且至今还没有有效的防治方法,现在对于Ac病菌的普遍研究认为该病菌主要通过种子传播,但化学药剂处理对种子处理还不能达到预期防治效果,因此猜测除种子传播作为初侵染源外,还有其它传播途径。
本实验通过构建荧光菌株来研究杂草是否可以作为Ac病菌的初侵染源,在杂草开花期将Ac病菌直接接种于柱头上,收集种子,从种子中分离病菌,将分离出的病菌再次接种于哈密瓜子叶上,子叶发病情况与野生型基本相同,因此本实验初步证明了Ac病菌可以在杂草种子中存活,并可以再次导致寄主发病,这对实际应用中防治Ac病菌具有重要意义。
对于许多革兰氏阴性病原体,Ⅳ型菌毛(TypeⅣ Pili,TFP)的分解会导致毒力的严重丧失,说明菌毛对致病性是至关重要的。TFP是由菌毛亚基组装构建形成的一个螺旋聚合结构,调节不同的细胞功能,包括表面蠕动,微菌落和生物膜的形成,宿主细胞粘附,免疫逃避,细胞信号传导, DNA摄取和转化以及噬菌体的附着。
本实验通过构建Ⅳ型菌毛部分基因的突变体,进行致病力测定。通过浸种实验发现其中Aave_3550(pilE)、Aave_3156(pilZ)、Aave_4679(pilA)基因突变体致病力明显减弱。对突变体进行相关功能研究发现:突变体的生长速度没有受到影响,而生物膜形成能力及游动能力明显下降,致病力减弱。构建互补菌株可使其功能部分恢复,致病力也有所恢复。证明Ⅳ型菌毛相关基因与西瓜噬酸菌致病性相关。