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瓜类细菌性果斑病(Bactrrial fruit blotch,BFB)是由西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)引起的种传检疫性病害,西瓜噬酸菌为革兰氏阴性菌,在植株整个生长期内均可发生侵染,能够造成果实腐烂,在全国范围发病呈上升趋势,发病时导致西甜瓜大面积减产甚至绝收,严重威胁西甜瓜产业健康发展。AAA ATPases(ATPases associated with diverse cellular activities)是一种与多种细胞活性相关的酶,能够通过利用分解产生的ATP广泛参与膜融合、蛋白质水解、DNA复制等多种细胞活动。该家族蛋白具有200250个高度保守的氨基酸残基,被称为“AAA盒”,六聚体是其活性结构,活性位点处于六聚体孔穴中央。AAA ATPases超家族在细菌中由ClpXP,FtsH,Lon,MoxR,RuvB,HrcN等亚家族组成。本研究通过同源重组双交换的方法构建西瓜噬酸菌moxR基因以及ruvB基因全缺失突变菌株及互补菌株,测定了突变菌株及互补菌株的致病性、烟草过敏性、运动性、生长能力、生物膜形成等;并利用实时荧光定量PCR方法测定了AAA ATPases与Ⅲ型分泌系统相关基因(hrcN和hrpE)、毒性蛋白相关基因(trbC和virB)、鞭毛相关基因(fliR和fliM)、菌毛相关基因(pinC-1和pinC-2)以及AAA ATPases亚家族RuvB相关基因(ruvA和ruvC)的关系。结果表明,moxR基因以及ruvB基因全缺失突变菌株的致病力降低、运动性减弱、生长能力下降、生物膜形成能力增强,烟草过敏性反应减弱。其中重要的致病基因hrcN和hrpE表达量显著下调,证明AAA ATPases相关基因moxR、ruvB在西瓜噬酸菌的致病力上发挥重要作用。结果如下:1.西瓜噬酸菌AAA ATPases相关基因moxR、ruvB生物信息学分析登陆NCBI查找西瓜噬酸菌标准菌株AAC00-1的全基因组序列,并找到moxR(Aave2163)基因和ruvB(Aave4237)基因。moxR基因大小为921 bp,具有一个AAA结构域,编码306个氨基酸,通过作用于酸酐催化底物的跨膜运动;ruvB基因大小为1065 bp,具有一个AAA结构域,能够编码354个氨基酸,具有DNA解旋酶功能,也可通过作用于酸酐催化底物的跨膜运动。MoxR和RuvB蛋白均不具有跨膜结构域。通过构建进化树证明西瓜噬酸菌中MoxR蛋白与青枯菌(Ralstonia solanacearum)的亲缘关系最近,RuvB蛋白与青枯菌(Ralstonia solanacearum)和洋葱伯克氏菌(Burkholderia cenocepacia)的亲缘关系较近。2.moxR、ruvB基因缺失突变菌株和互补菌株的构建及表型测定利用三亲本杂交的方法,将自杀性重组质粒导入野生型Aac-5中,通过同源重组双交换获得基因缺失突变菌株ΔmoxR和ΔruvB。互补菌株通过构建互补载体pBBRmoxR、pBBRruvB,将互补载体导入突变菌株ΔmoxR和ΔruvB中,获得互补菌株ΔmoxRcomp和ΔruvBcomp。AAA ATPases相关基因的缺失突变菌株ΔmoxR以及ΔruvB均能引起西瓜噬酸菌致病力降低、运动能力减弱、生长能力降低、烟草过敏性反应减弱、生物膜形成能力增强的表型变化,且互补菌株均能恢复一定功能。3.基因缺失突变菌株ΔmoxR和ΔruvB相关基因表达量测定ΔmoxR基因缺失突变菌株中hrcN、hrpE、trbC、virB、fliR、fliM、pinC-1、pinC-2基因表达量均显著降低(P<0.01),;ΔruvB基因缺失突变菌株中hrcN、hrpE、trbC、virB、fliR以及ruvB相关基因ruvA和ruvC基因表达量显著降低(P<0.01),fliM、pinC-1、pinC-2基因表达量显著升高(P<0.01)。