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甜瓜细菌性果斑病病原菌为燕麦食酸菌话瓜亚种[Acidovorax avenae subsp.citrulli],该病害对许多国家和地区西瓜和厚皮甜瓜的生产造成了严重危害。目前,对甜瓜细菌性果斑病的研究多侧重于检测和鉴定,然而对其病原物致病性分子机制的研究却鲜有报道。本研究对燕麦食酸菌西瓜亚种Ha17A菌株的致病相关基因进行了初步的研究。
首先,针对燕麦食酸菌西瓜亚种的致病性特点,建立了一套便捷的筛选燕麦食酸菌西瓜亚种突变菌株筛选体系——离体叶片筛选法。根据已发表的A.avenae subsp.citrulli AAC00-1基因组序列设计引物hrcV26303和hrcV27493扩增type Ⅲ分泌系统保守基因hrcV的部分序列,构建自杀载体pSR47s-hrcV,定位突变Ha17A菌株的hrcV基因,获得致病性完全丧失的突变菌株17A-hrcV。用离体叶片筛选法对17A-hrcV突变菌株进行致病性测定,结果显示hrcV基因的突变菌株完全丧失了致病性,证明typeⅢ系统在Ha17A的致病性中具有重要作用,同时也确认了筛选体系的合理性。
其次,利用三亲杂交的方法将带有抗卡那霉素标记的Tn5转座子转入甜瓜果斑病菌Ha17A的细胞中,Tn5随机插入到Ha17A基因组DNA上,获得大量的突变菌株;利用离体叶片筛选法,从600个突变菌株中筛选到3个致病性明显减弱的突变菌株D33、B17和F8。
另外,通过“鸟枪法”克隆到两个突变菌株D33和B17的Tn5侧翼序列;序列比对结果显示D33和B17中被突变的基因均为功能未知的基因,本研究分别命名为hd33基因和hb17基因。根据突变菌株D33的鸟枪法克隆的测序结果设计引物,扩增目标基因的一段序列,构建自杀载体17A-pSR47s,对野生型菌株Ha17A进行定位突变,得到了致病力完全丧失的突变菌株17A-hd33,证明hd33基因与菌株Ha17A的致病性密切相关。
本研究所建立的离体叶片筛选法,为燕麦食酸菌西瓜亚种致病性减弱突变菌株的筛选工作提供了一个相对便捷的实验方法;优化了研究燕麦食酸菌西瓜亚种Ha17A菌株的分子生物学实验方法,为该病原物的致病性分子机制的研究提供了研究基础。