胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,简称Pcc),是一种分布广泛能引起多种农作物和园艺植物软腐的病原细菌。其能产生一系列致病因子,如:果胶酶、纤维素酶、蛋白酶等,从而降解寄主植物细胞壁,使菌体侵入到植物体内,不断吸取营养并生长繁殖;有些菌株还可以产生抗生素,对环境中其它细菌的生长产生抑制,提高其环境竞争力。研究表明不同地区不同寄主分离获得的软腐果胶杆菌在致病因子分泌方面具有较大的差异。本研究收集了 15株来自江苏、湖北、云南等地的不同植物软腐组织中分离获得的软腐果胶杆菌,对致病性、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、碳青霉烯的活性进行了测定,对分离于北京、美国、巴西、英国的果胶杆菌进行碳青霉烯活性测定。此外,利用全基因组测序结果,对软腐果胶杆菌不同菌株的碳青霉烯基因簇的差异进行分析。通过构建carR基因(碳青霉烯合成调控基因)的缺失、互补及不同菌株的过表达等菌株,比较分析这些菌株的抗生素形成能力的差异,为探究碳青霉烯抗生素合成调控机制提供了基础数据。通过16S rRNA及四个看家基因recA、mdh、rpoH、fliA的PCR片段测序、比对、构建系统发育树,同时利用Biolog技术,对来源于江苏、湖北、云南等地,自君子兰(jun1、jun2、jun4、jun5、jun6、jun7、jun8、jun9、jun10)、水飞蓟(SFJ)、甘蓝(Eg5-1)、白菜(BC)、芦蒿(LH)、魔芋(MY)、半夏(BX)等寄主分离获得的软腐果胶杆菌进行了鉴定,结果显示上述菌株均属于Pcc。致病性和果胶酶、纤维素酶的活性测定结果显示,与PccS1菌株(自南京彩色马蹄莲软腐组织分离获得)相比,以上鉴定为Pcc的菌株对白菜的致病力、果胶酶和纤维素酶的活性均无显著性差异。蛋白质酶活性测定结果表明:与PccS1相比,分离于君子兰(jun1～jun10)、白菜(BC)、魔芋(MY)、半夏(BX)的Pcc菌株产生蛋白质酶的活力更强,而分离于甘蓝(Eg5-1)几乎没有产生蛋白质酶的能力。碳青霉烯抗生素活性检测结果显示,与PccS1相比,jun1～jun10、LH产生碳青霉烯的能力更强,而SFJ、Eg5-1、BC、MY、BX几乎没有产生碳青霉烯的能力。收集于北京的6个菌株(Ecc71、S7、BC1、QC47、QC142、QC166)和英国的 9 个菌株(252、253、254、255、256、257、258、99、109)的碳青霉烯活性检测试验结果表明:只有258产生碳青霉烯的能力与PccS1 无显著性差异,而 Ecc71、S7、BC1、QC47、QC142、QC166、252、253、254、255、256、257、99、109各菌株均没有产生碳青霉烯的能力。为了探究碳青霉烯抗生素合成调控机制,对PccS1的碳青霉烯调控基因carR进行敲除,获得△carR,carR缺失突变之后不能产生碳青霉烯抗生素,互补菌株△carR(carR)能恢复碳青霉烯的产生能力。此外,将带有carR基因的表达载体导入到不能产生碳青霉烯抗生素的Pcc菌株SFJ、Eg5-1、BC、MY,均能引起碳青霉烯合成能力,不仅对大肠杆菌表现出良好的抑菌效果,而且能够较好地抑制DC3000、梨火疫病菌、梨枯梢病菌、青枯病菌、水稻细菌性条斑病菌等多种作物病原细菌的生长。然而,当caR基因的表达载体导入自半夏软腐组织分离的菌株(BX)中,却不能产生碳青霉烯。全基因组测序结果表明:在能产生碳青霉烯菌株(PccS1、jun1、LH)的基因组中含有caR-H基因,核苷酸序列比对同源性均高于91%;Eg5-1、BC含有carF-H基因,而SFJ、MY、BX不含有碳青霉烯基因簇基因。PccS1、jun1、LH、Eg5-1、BC carF-H核苷酸序列比对同源性均高于87%。综上所述,对于源于不同寄主的Pcc,以108接种大白菜,其致病力上没有显著差异,而基于碳青霉烯的合成能力可以将其分成3类:固有合成类,重组合成类与重组不合成类。