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由黄单胞菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是世界水稻生产上一种重要的细菌病害,该病害的流行会造成水稻产量损失达10-20%,严重时达50%以上,甚至绝产。水稻白叶枯病菌通过水孔或者伤口侵入,在水稻维管束中吸收营养、扩散增殖并产生大量胞外多糖使维管束堵塞,从而导致叶片产生黄褐色或者灰白色的病斑。大量研究表明,水稻白叶枯病菌的侵染致病过程高度依赖其蛋白质外泌系统的运转和致病相关基因的表达,其中,Ⅱ型分泌系统及其分泌的胞外酶、Ⅲ型分泌系统及其分泌的效应因子以及Ⅴ型分泌系统及其分泌的粘附因子等都已经被证实对提升Xoo的毒性具有重要作用。另外,越来越多的高通量组学研究发现一些重要的致病相关基因在Xoo与水稻的互作系统中被诱导表达,它们的功能与Xoo在水稻上的生存繁殖以及毒性因子的合成密切相关。对于Xoo的蛋白质外泌系统,本实验室在前期研究中发现突变Xo0细胞内膜上的双精氨酸转运（Tat）系统（twin-arginine translocation system）会显著降低Xoo的毒性,然而Tat系统调控Xoo毒性的分子机制尚未被完全阐明。对于Xoo中受寄主诱导表达的毒性因子,本实验室利用蛋白质组学方法在Xoo--水稻的互作系统中发现了一个受寄主诱导表达的毒性因子xanA,然而xanA受寄主诱导表达并调控Xoo毒性的分子机制仍缺乏深入的研究。基于以上研究背景,本文的研究目的在于解析Tat系统及其底物蛋白是如何影响Xoo的致病性的,同时探究Xoo中xanA受寄主诱导表达并调控Xoo致病性的初步机制。（1）我们以水稻白叶枯病菌PXO99A为研究对象,通过分析胞外比较蛋白组学数据（PXO99A-VS-ΔtatC）,筛选出10个在ΔtatC胞外含量下降5倍以上的TDTPs蛋白（Tat-dependent translocation proteins）。同时采用已报道的 PRED-TAT、TATFIND V1.4和TatP V1.0三种Tat底物预测程序分析了 PXO99A基因组,共预测鉴定出77个TDTPs。蛋白功能注释表明这87个TDTPs广泛地参与了 PXO99A的氧化还原反应、离子的摄取与平衡、碳源的转运与代谢、细胞膜的合成和环境适应等生命活动进程。后续对其中15个TDTPs进行系统突变和致病相关表型分析发现PXO02203、PXO 03477和PXO02523为新的毒性基因,同时发现多个TDTPs在PXO99A的侵染致病、毒性因子表达和逆境适应中扮演重要角色,这些结果暗示Tat系统可能通过控制不同TDTPs的生物学行为来影响病原菌的毒性和逆境适应能力。（2）首先,我们利用免疫印迹、荧光定量和GUS组织化学染色方法证实了 xanA是一个在水稻体外互作系统和水稻体内均能被诱导表达的毒性基因,通过XanA蛋白的原核表达和生化功能分析,我们证明了 XanA在Xoo中具有葡萄糖磷酸变位酶活性,它能够调节Xoo中1磷酸葡萄糖和6磷酸葡萄糖的动态平衡。多组学联用和致病表型分析发现xanA主要通过影响Xoo的碳源利用、EPS合成、生物膜形成、鞭毛运动和趋化性来调控致病性,FruA、CheY和FlhF可能是介导这种调控机制的关键因子。另外,细菌单杂交和基因表达分析结果表明,水稻中大量存在的木糖、半乳糖等碳源能够不同程度地诱导xanA的表达,同时xanA基因本身还受PXO06036等AraC家族转录因子的调控,这些结果暗示AraC家族转录因子可能在xanA调控致病性和受寄主诱导表达的过程中扮演重要角色。总之,本研究鉴定了 Xoo中15个依赖Tat系统转运的蛋白并评估了它们的致病相关生物学功能,揭示了 Tat系统调控Xoo毒性和逆境适应能力的可能工作机制。另外,通过致病表型分析和组学研究揭示了xanA在调控Xoo致病性和致病因子合成方面的新机制,同时,初步探明水稻中存在的碳源是诱导xanA表达的主要原因,多种AraC家族转录因子对xanA基因的表达具有调控作用。该研究结果丰富了水稻白叶枯病菌致病机制和互作机制研究的理论内涵,为通过阻断这种致病途径实现水稻白叶枯病的科学防控提供了理论依据和新的策略。