【摘 要】
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茄科雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）所引起的植物细菌性青枯病危害严重防治困难,尤其是对茄科作物如番茄和马铃薯等的生产造成很大损失。青枯菌寄主范围广泛,病菌群体遗传特性复杂,相关的致病因子和寄主适应性还未被充分解析。本实验室从番茄青枯病的样品中分离得到一株强致病力菌株并命名为ES5-1,该菌株能够克服抗病品种H7996的抗病性。分析了ES5-1菌株的生物学特性、寄主范围和遗传
【基金项目】
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国家自然科学基金“茄科雷尔氏菌劫持TGA转录因子抑制植物免疫基因表达机理的研究”（面上项目 31970125）；
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茄科雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）所引起的植物细菌性青枯病危害严重防治困难,尤其是对茄科作物如番茄和马铃薯等的生产造成很大损失。青枯菌寄主范围广泛,病菌群体遗传特性复杂,相关的致病因子和寄主适应性还未被充分解析。本实验室从番茄青枯病的样品中分离得到一株强致病力菌株并命名为ES5-1,该菌株能够克服抗病品种H7996的抗病性。分析了ES5-1菌株的生物学特性、寄主范围和遗传进化地位,测定组装了该菌株的基因组,筛选出可能与强致病力相关的Ⅲ型效应蛋白,构建候选效应蛋白的敲除突变体并分析了它们在致病中潜在的功能。该研究为探究青枯菌效应蛋白影响寄主范围提供了新的线索,具体研究结果如下:发现番茄青枯病分离菌株ES5-1对H7996、H7998、XM-5和TA08等番茄抗病品种均有较强的致病性,同时可以侵染马铃薯和辣椒;遗传进化分析表明菌株ES5-1属于演化型Ⅱ序列变种1,进一步发现11个演化型Ⅱ菌株都对番茄抗病品种H7996均具有强的致病性;检测生物学特性发现ES5-1菌落生长速度慢于模式菌株GMI1000;菌落颜色相比GMI1000的深红色较浅;ES5-1在不同品种的番茄叶片中能诱导强烈的细胞坏死;测序并拼接了ES5-1的全长基因组,发现有5个效应蛋白在ES5-1中特异存在,16个效应蛋白在GMI1000中存在但在ES5-1中不存在。将ES5-1特异编码的效应蛋白分别命名为RipS1-RipS5,构建了它们的敲除突变体,发现Δrips1、Δrips4和Δrips5敲除突变体致病力和野生型相比无明显差异,Δrips2敲除突变体致病力较野生型菌株减弱,RipS2属于III型分泌系统的转运子;Δrips3与野生型相比对番茄抗病品种H7996致病力显著减弱,而且Δrips3敲除突变体在番茄体内的生存竞争性比野生型也明显下降;该蛋白具有新型泛素连接酶结构域,定位于细胞膜,在拟南芥原生质表达时对活性氧爆发、MAPK的激活有抑制作用,以上结果说明RipS3对能够影响植物的免疫反应,参与了ES5-1菌株对番茄抗病品种H7996的致病过程。本论文研究表明菌株ES5-1能够克服番茄抗病品种的抗病能力,其基因组中编码不同于模式菌株的特异III型效应蛋白,RipS3可能通过抑制植物免疫反应帮助该菌株克服番茄抗性,植物中相关的靶标蛋白和分子作用机理还需要进一步探索。
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