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水稻黄单胞菌包含两个致病变种Xanthomonas orzae pv.oryzae(Xoo)和X.oryzaepv.oryzicola(Xooc),在水稻上分别引起白叶枯病和细菌性条斑病。在本研究中,我们鉴定了水稻白叶枯病菌PXO99菌株和水稻条斑病菌Rs105菌株clp基因的部分功能,明确了clp基因对这两种植物病原菌在致病性,游动性,趋化性,胞外多糖和毒力方面的影响。
(一)根据水稻黄单胞菌clp基因的同源性设计简并引物,采用PCR方法从水稻条斑病菌中克隆了clp同源基因,命名为clprs。通过缺失突变构建了Rs105的clp基因突变体,经PCR验证确认。与野生型菌株Rs105相比,clp基因突变体并不影响正常生长,并且仍可激发非寄主烟草的过敏性反应。有趣的是,clp基因突变体鞭毛没有缺失,但是却极大减弱了游动性,并基本丧失致病性。此外,在有氧条件下,该突变体对葡萄糖几乎不产生趋化性应答。明显地,与野生型菌株相比,clp突变体减少了胞外多糖的分泌量,并且显著削弱了在成株期水稻上的毒力。结果显示,水稻条斑病菌的clp基因对其在水稻上的致病力起重要作用。
(二)根据黄单胞菌clp基因的序列设计简并引物,采用PCR方法从水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)中克隆了clp基因,命名为clpXoo。序列比较显示,该基因在黄单胞菌中是相对保守的。通过缺失突变的方法,构建了clp的缺失突变体。对游动性及葡萄糖的趋化应答能力检测发现,clp基因突变株的游动性和趋化能力明显降低,且在试管沉降实验中差异显著,但是在电镜下观察发现clp突变株的鞭毛和野生菌差异不大。胞外多糖检测发现,clp突变株的胞外多糖产量减少。利用剪叶接种法接种感病寄主IR24,突变体的致病能力降低;不过和野生型菌株一样,突变株也能激发非寄主的烟草过敏性反应。推测clp基因与水稻白叶枯病菌的毒力,鞭毛活动能力和趋化性相关。