水稻白叶枯病（ricebacterialleafblight,BLB）是一种水稻细菌性病害,在世界范围内的多数稻区均有发生,造成水稻减产甚至绝收。其病原物为水稻黄单胞菌致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）,俗称水稻白叶枯病菌。该菌主要通过水孔和伤口侵入叶片,并沿维管束系统进行定殖和扩展。对该菌致病机理的研究有助于开发新的防治病害的药物和方法。已有研究表明趋化性对细菌完成完整的侵染循环具有重要的作用,更在侵染宿主的前期阶段扮演重要角色。然而,由于趋化受体及其基因具有显著的菌种特异性和多样性,目前对Xoo的趋化受体的功能及作用机理尚未阐明。趋化受体,也称甲基化受体蛋白（methyl-accepting chemotaxis proteins,MCP）,在细菌趋化过程中负 责接收并转导外界化学信号的作用。为了弄清Xoo中MCP的功能,本研究从全基因组水平,对水稻白叶枯病菌中的甲基化受体蛋白基因开展突变研究。主要结果如下:1.通过生物信息学方法对Xoo PXO99A菌株的基因组进行分析,确认该菌株具有11个mcp基因,其中多数为典型的mcp基因,编码产物具有双重跨膜结构域、配体结合结构域和甲基接受结构域。而PXO₀0916基因编码一类非典型的MCP。通过逆转录PCR的验证,证明了PXO₀09 6基因在基因组中注释的不完整性,新的预测中发现其携带了一个REC结构域,作为一种新型的MCP类型存在。2.采用基于pK18mobsacB自杀质粒的双交换突变方法系统地构建了 mcp基因的突变体。根据nmcp基因上、下游侧翼序列设计引物,通过PCR方法获得上下游片段,克隆于pK18mobsacB质粒上,通过三亲本接合的方式将重组质粒导入到PX099A菌株中,再通过筛选标记的筛选及PCR验证,构建了 9个nmcp基因的突变体（本实验室已有其余2个mcp基因突变体）以及一个包含了 7个mcp基因的大片段缺失突变体。3.采用毛细管法对Xoo PX099A野生型菌株和突变体进行趋化鉴定。首先通过野生型菌株的趋化研究,表明PX099A菌株对供试蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、木糖、果糖、乳糖、半乳糖、核糖、苹果酸、吲哚乙酸、脱落酸、水稻叶片提取物、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸具有明显的趋化性。随后,又通过对其11个rmcp单基因敲除突变体和1个簇基因敲除突变体进行上述化合物趋化研究,初步鉴定出不同MCP响应的化合物。4.通过对11个mcp单基因敲除突变体和1个簇基因敲除突变体进行多种表型检测,并对其中表型明显变化的突变体进行互补实验。发现PXO₀0054基因的缺失影响了菌株在种子表面的定殖能力;PXO₀0041、PXO₀0045、PXO₀6142基因的缺失导致细菌的游动性显著降低;PXO₀0916、PXO₀4751和PXO₀6142基因的缺失导致细菌的集群性运动显著降低;PXO₀0045、PXO₀0046和PXO₀0054基因的缺失后,菌株的抗SDS能力有轻微下降,而PXO₀0916和PXO₀4751基因缺失后菌株抗SDS能力显著增强;PXO₀0039和PXO₀0041基因对细菌的生物膜的形成能力有贡献,这两个基因缺失后菌株形成生物膜的能力降低。而mcp基因簇缺失突变体在种子表面定殖能力、运动性以及生物膜形成方面,均较野生型表现出显著性降低。综上,本研究系统地对水稻白叶枯病菌PX099A中趋化受体相关基因进行了突变,完成对PX099A菌株的mcp基因功能的初探,为后续深入研究MCP功能提供线索,以及为白叶枯病害防治提供了参考。