全局调控蛋白RsmA在十字花科黑腐病菌的致病及其他细胞过程中的作用研究

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RsmA(Repressor of Secondary Metabolism)/CsrA(Carbon Storage Regulator)蛋白是一类RNA结合蛋白。在细菌中,它作为转录后全局调控因子参与包括细胞次生代谢以及动植物病原菌的致病过程等许多细胞过程的调控。目前,已在许多动物病原菌中证实RsmA/CsrA参与它们的致病过程,但在植物病原菌中,除了在E. carotovora中证实了RsmA是一个负的致病调控因子外,RsmA/CsrA在其它植物病原菌中的功能还不清楚。在本研究中,我们研究了rsmAXcc在十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathvar campestris,Xcc)中的作用。我们发现,rsmAXcc的缺失突变体DM2506完全丧失了在寄主满身红萝卜上的致病力和非寄主辣椒ECW-10R上引发HR反应的能力;其胞外纤维素酶,淀粉酶和EPS的产量较野生型显著降低。此外,该突变体还表现出游动性丧失、胞内的糖原累积量增加,以及细胞的粘附性和聚集性增强。全基因组芯片杂交和半定量反转录PCR(Semi-RT-PCR)分析结果显示,编码Ⅲ型分泌系统(Type three secretionsystem,T3SS)和T3SS效应物的基因,以及编码一个能驱散细胞聚集体的酶一内切β-1,4-甘露糖(endo-β-1,4-mannanase)的基因manA的转录水平,在rsmAXcc缺失突变体DM2506中显著下降。这结果说明,在Xcc中,rsmAXcc在包括致病在内的多种细胞过程发挥重要作用。 为了确定RsmAXcc蛋白分子中对其生物学功能起重要作用的氨基酸残基,我们采用丙氨酸置换方法,试图对组成RsmAXcc的每一个氨基酸残基进行单点突变。由于时间有限,目前我们只完成了N-末端的第2~7位氨基酸残基的功能分析。结果发现这些氨基酸残基的突变都造成了RsmAXcc蛋白生物学功能的丧失,证明第2~7位氨基酸残基都是RsmAXcc蛋白生物学功能所必需的。 RsmA/CsrA蛋白的调控机制在大肠杆菌(Escherichia coli)研究得较为透彻。为了了解Xcc的RsmAXcc的调控机理是否与和E. coli CsrA相似,我们用大肠杆菌的csrA基因(csrAEcoli)去互补rsmAXcc缺失突变体,并对所得的互补菌进行了表型分析。结果发现CsrAEcoli能够完全互补rsmAXcc缺失突变体的所有表型,说明RsmAXcc的调控机制可能和E.coli CsrA相似。
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