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细菌小 RNA,也称为非编码 RNA,是一类大小通常介于50-500nt之间,不编码蛋白质,却具有独立功能的RNA分子。小RNA广泛存在于细菌以及真核生物中,对细胞的生理过程起着重要的调节作用。研究表明,小RNA在细菌的糖代谢,碳代谢,应激反应,细胞运动和致病性等方面发挥着重要的作用。近年来,尽管已经有将近1000个细菌小RNA被鉴定出来,但是,绝大多数小RNA的生物学功能尚不清楚。 十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathovar campestris,以下简称Xcc)是在世界范围内广泛引起芥菜、萝卜、甘蓝和白菜等十字花科植物黑腐病的病原菌,也是病原菌与植物互作的重要模式菌种之一。之前,本课题组采用RNA深度测序(RNA-seq)方法,在十字花科黑腐病菌8004菌株(Xcc8004)中鉴定了1008个候选小RNA,其中90多个小RNA已通过Northern杂交或RT-PCR验证,但它们的功能还不清楚。本研究选取已通过RT-PCR验证的14个小RNA作为研究对象,通过构建它们的过量表达株和缺失突变体以及表型分析来确定它们的生物学功能。 由于这14个目的小RNA转录方向未知,因此,本研究首先采用链特异性RT-PCR对这14个小RNA的转录方向进行确定。目前,已经确定了12个小RNA的转录方向。目的小RNA的转录方向确定后,紧接着进行了过量表达株和缺失突变体的构建。目前,本研究已获得了所有14个目的小RNA的过量表达株和5个位于基因间隔区的目的小RNA的缺失突变体。并且还对这些过量表达株和缺失突变体的以下表型:(1)在丰富培养基和基本培养基内生长情况、(2)胞外酶活性、(3)胞外多糖产量、(4)金属离子耐受性、(5)对蛋白质变性剂SDS和NaCl的耐受能力、(6)游动性、(7)聚集生长能力、(8)在寄主植物上的致病力以及在非寄主植物上引起高敏反应(HR反应)的能力;进行了检测,并和野生型菌株和带有空的过量表达载体 pBBad18K的野生型菌株的表型进行比较。结果显示:(1)小RNA sRXcc-40的过量表达株OE40对Co2+的耐受性比导入了空的过量表达载体的野生型菌株(WT/pB)和过量表达sRXcc-40的反义RNA的菌株OE40R的显著增强;(2)小RNA sRXcc-36的缺失突变体DM36在丰富和基本培养基生长的稳定期的菌体密度比野生型菌株的显著增高;(3)小RNA sRXcc-35的缺失突变体DM35在基本培养基的对数期和稳定期的菌体密度略高于野生型菌株,(4)其它的过量表达株和缺失突变体的所有检测表型均和对照菌株没有明显差异。根据这些结果,可以推测:(1)小RNA sRXcc-40与Xcc对Co2+的耐受性有关;(2)小RNA sRXcc-36和sRXcc-35与Xcc的生长有关。 本研究对14个Xcc小RNA进行了生物学功能鉴定,发现了一个与Co2+耐受性有关的,以及两个与生长有关的小RNA。这些结果增加了人们对小RNA在十字花科黑腐病菌中的作用的了解,为深入研究Xcc小RNA的调控机理提供了素材。