hrpG和hrpX基因在木薯细菌性枯萎病菌致病过程中的作用研究

由地毯草黄单胞木薯萎蔫致病变种（Xanthomonas axonopodis pv manihotis，简称Xam)引起的细菌性枯萎病是近年来我国木薯主产区的常见病害，已经成为相关产业发展的潜在威胁。在水稻白叶枯等黄单胞病菌中，hrpG和hrpX基因通过控制hrp基因簇的表达而调控着整个致病过程。关于Xam病菌致病分子机理，特别是是否同样存在着hrpG和hrpX的调控作用，目前还没有相关的研究。本研究拟利用黄单胞病菌中这两个基因存在着高度同源性的特点，利用保守区序列的同源杂交（或比对），克隆Xam中的这两个基因，进一步获得这两个基因的突变体，分析其对致病力的影响。提取各突变体和野生型菌株的mRNA，利用cDNA-AFLP技术筛选差异表达的基因，进行克隆和功能鉴定。在这些研究结果的基础上，最终绘制出Xam在hrpG和hrpX调控下的致病作用机理简图。

由地毯草黄单胞木薯萎蔫致病变种（Xanthomonas axonopodis pv manihotis，简称Xam)引起的细菌性枯萎病是近年来我国木薯种植业中的头号病害，本研究开展了该病病原菌的致病分子机理研究。通过同源克隆法从10个Xam菌株中分别克隆到hrpG和hrpX两个基因，它们在Xam不同菌株以及其它黄单胞病菌的同源基因之间有很高的同源性。构建了这两个基因的敲除和互补载体，获得了对应的转化子并证明它们均和病原菌的致病性密切相关。利用cDNA-AFLP技术开展了Xam病菌缺失hrpG和hrpX基因后的基因差异表达研究，共获得78条差异表达条带，二次扩增、克隆、测序后获得37个预测基因，比对结果表明其功能和氨基酸代谢、信号传递、辅酶合成、胞内运输等功能相关。分析hpaF、XpsD、Xam001327等3个差异表达基因和致病性相关，相关突变体的致病性评价也证明了这一点。研究结果表明hrpG基因调控着hrpX以及信号传递、氨基酸代谢等相关基因的表达，hrpX调控着Ⅲ型分泌系统、Ⅱ型分泌系统、信号传递等相关基因的表达，两个基因的调控作用和病菌的致病机理密切相关。