西瓜嗜酸菌AC-5菌株LuxR家族基因功能分析.pdf

1、LuxR家族的蛋白是一類在細菌中廣泛存在的調(diào)控因子，它能夠與目的基因的啟動子特異結(jié)合，調(diào)控相關(guān)基因的表達。
　　瓜類細菌性果斑病的病原菌為西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)，為革蘭氏陰性菌(G-)。該病害能夠為害西瓜、甜瓜等葫蘆科作物，給我國的西甜瓜種植業(yè)造成了極大的經(jīng)濟損失。西瓜嗜酸菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的AacR(Aave-3810)為編碼接受群體感應(yīng)信號分子的蛋白，屬于為LuxR家族。西瓜嗜酸菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)參與調(diào)

2、控病菌的致病性、IV型菌毛、運動性、生長速度及生物膜形成能力。
　　為深入探索LuxR家族在西瓜嗜酸菌Ac-5菌中的調(diào)控作用，本論文利用同源重組雙交換的原理，篩選了7個LuxR家族功能基因進行了缺失突變及互補菌株;通過致病力及相關(guān)生物學(xué)特性的比較分析，研究了其在西瓜嗜酸菌致病機制中的調(diào)控作用。
　　1.Ac-5菌株LuxR家族功能蛋白生物信息學(xué)分析
　　對西瓜嗜酸菌的全基因組分析結(jié)果表明，LuxR家族共包含了13個Lu

3、xR同源蛋白。其結(jié)構(gòu)域組成共分為4種類型。通過氨基酸序列同源性比對發(fā)現(xiàn)，13個LuxR同源蛋白可以分成3組。
　　2.LuxR家族部分功能基因缺失突變株及互補菌株的構(gòu)建
　　利用三親交配的方法，篩選到LuxR家族7個功能基因的突變株及其相應(yīng)的互補菌株，并驗證其準(zhǔn)確性。
　　3.Ac-5菌株LuxR家族部分基因缺失突變株及其互補菌株的致病力測定
　　致病力測定結(jié)果表明，突變株△luxR-1121，△luxR-359

4、1、△luxR-3862、△luxR-4229及△luxR-4382致病力均顯著下降(P＜0.05）。西瓜嗜酸菌Ac-5菌株對西瓜幼苗的致病力明顯高于甜瓜幼苗。
　　4.部分LuxR家族功能基因缺失突變株及互補菌株的生物學(xué)特性測定
　　分別對植物西瓜嗜酸菌野生型Ac-5菌株、各基因缺失突變株及對應(yīng)的互補菌株進行了相關(guān)生物學(xué)特性測定結(jié)果表明，突變株運動能力顯著下降(P＜0.01)，其中突變株△luxR-1121、△luxR-3

5、862和△luxR-4382的運動能力基本缺失;經(jīng)透射電子顯微鏡觀察，突變株△luxR-4382不能形成鞭毛;qPCR實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，突變株中fliR, fliC基因的表達量都有不同程度的下降;蹭行運動測定結(jié)果顯示，突變株△luxR-3591和野生型Ac-5菌株一樣，能夠在單菌落周圍形成水紋狀的蹭行運動軌跡，而其它突變株喪失蹭行運動的能力;生物膜形成能力的對比研究發(fā)現(xiàn)，突變株△luxR-3591與野生型Ac-5菌株均不能形成生物膜，其它突