整合寄主因子（IHF）对水稻基腐病细菌致病性调控机理研究

Dickeya zeae（D. zeae) is an important pathogenic bacteria in the world, which can infect 10 kinds of host plants，such as rice, maize, potato and banana.Rice bacterial foot rot caused by D. zeae is one of the most important diseases on rice. It occurred seriously in some countries in Southeast Asia and 15 provinces in China. Little is known for the virulence and its regulation mechanism in D. zeae. Our previous research had found that the integration host factor (IHF) is a global regulator of D. zeae. IHF has two subunits IhfA and IhfB, which have played an important role in the virulence regulation. However the regulation mechanism is still not clear.This project intends to construct mutants as well as the investigation for pathogenic phenotype determination, strand-specific transcripts sequencing, expression and purification of proteins and DNA-protein interaction so as to determine the downstream genes regulated by IHF. In addition, we will make clear the DNA features of specific IHF binding and its regulation mechanism.The completion of our project will provide scientific values for understanding of molecular mechanism of virulence regulation in D. zeae, as wel as looking for the target of drugs and the disease control.

玉米狄克氏菌（Dickeya zeae，简称D. zeae）是世界上重要病原细菌，侵染水稻、玉米、马铃薯和香蕉等10多种寄主植物。由该菌引起的水稻基腐病是水稻上重要病害之一，在东南亚一些国家和我国15个省市先后报道发生，严重时造成水稻绝产，目前对该病原细菌的致病性及其调控机理了解较少。申请人前期研究首次发现，整合寄主因子（ integration host factor，IHF）是水稻基腐病菌的全局性调控因子，包括IhfA和IhfB两个亚基，在致病性调控中都起重要作用，但其调控机理尚不清楚。本项目拟通过构建突变体，致病表型测定、链特异性转录本测序分析、蛋白表达纯化、DNA-蛋白质互作等研究方法和技术，分析IHF所调控的下游致病基因，明确IHF结合的DNA特征及其调控分子机理。项目的完成对于深入了解D.zeae致病性调控的分子机制，寻找新的药物靶标和病害防控策略，具有理论和实际意义。

本项目以水稻基腐病菌为研究对象，通过鉴定和分析IHF所调控的致病表型、链特异性转录本测序分析、预测启动子、表达纯化蛋白，分析IHF所调控的下游致病基因，明确IHF结合的DNA特征及其调控机理。目前水稻基腐病菌致病性调控研究还不完善，在完成计划研究内容的基础上，本项目还开展了水稻基腐病菌致病性调控相关的其它方面的研究，目的是为今后揭示IHF与其它调控因子之间的关系奠定基础。.因此，在该项目经费的资助下，我们还进行了DNA结合转录调节子HU功能分析、水稻基腐病菌flhDC和fliA基因的功能研究、Tat系统有关基因和hfq等基因的功能研究，各方面研究均取得了较好的进展和研究结果：.（1）首次明确了整合宿主因子（Integration host factor，IHF）和DNA结合转录调节子HU、flhDC和fliA、Tat系统和hfq在水稻基腐病菌致病性中的重要作用。.（2）获得了IHF突变体和野生菌EC1的转录组学，突变体与野生菌EC1基因组转录表达中，共有1080个基因表达差异，其中下调的基因442个，上调的基因638个，涉及细菌的分泌系统、蛋白质、氨基酸、脂肪酸组成与代谢，细胞结构、组分、细胞生物功能等诸多方面。.（3）明确了IHF综合调控水稻基腐病菌的运动性、生物膜、胞外降解酶和致病毒素，IHF是水稻基腐病菌致病性所必须的。.（4）构建了IHF的α-亚基ihfA的原核表达载体，获得了浓度为1.37mg/mL的纯化蛋白。.（5）EMSA验证了IHF与双鸟苷酸环化酶启动子特异性结合，其结合的位置为该基因上游区域-214bp位置，特异结合的DNA序列为5’-TTATCAGTTGATTA-3。.（6）明确了DNA结合转录调节子HU、Tat分泌系统和sRNA伴侣分子Hfq调控水稻基腐病菌致病性的可能机制和调控模式。.在本项目资助下完成的研究结果和研究进展，对于深入了解D.zeae致病性调控的分子机制，完善D.zeae致病性调控网络，寻找病害防治的药物靶标，为发展新型、有效和可持续病害控制策略提供科学依据和参考。