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西瓜噬酸菌Ⅳ型菌毛相关基因pilO与pilQ的功能分析

作 者: 王敏鑫
导 师: 胡白石
学 校: 南京农业大学
专 业: 植物病理学
关键词: 西瓜噬酸菌 Ⅳ型菌毛 颤动力 致病性
分类号: S436.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


瓜类细菌性果斑病是发生在葫芦科植物上的一种病害,其病原为噬酸菌属西瓜种(Acidovorax citrulli),自报道以来已在美国、澳大利亚、巴西、中国等众多国家发生,给当地的瓜类作物种植业造成了严重的损失。因此,要从根本上防治瓜类细菌性果斑病,我们应弄清其致病机制。2009年,Bahar证明西瓜噬酸菌中存在Ⅳ型菌毛,同时也是其重要的毒力因子。Ⅳ型菌毛是由菌毛蛋白组成可弯曲的丝状物,长度约为5-8nm,革兰氏阴性及阳性菌中均有发现。它普遍存在于细胞的一极或两极,并调节细菌表面运动:颤动,还与细菌活性、表面粘附、集群、生物膜形成、遗传物质摄取和毒力相关。Ⅳ型菌毛的合成蛋白与Ⅱ型分泌系统蛋白具有较高的同源性,包括菌毛蛋白pilA、pilE、假菌毛蛋白、菌毛前体处理前导肽酶pilD、ATP酶pi1M、多层跨膜蛋白和外膜分泌素pilQ等,pilMINIO/P蛋白也都参与Ⅳ型菌毛的合成。本试验对西瓜噬酸菌(A.citrulli)中部分Ⅳ型菌毛相关基因构建插入突变体,用浸种测定法测定出PilO及pilQ两株突变体致病力明显减弱,并对这两株突变体的相关表型进行测定。在透射电子显微镜下观测发现:野生型及PilO突变体仍然能够形成Ⅳ型菌毛,而pilO突变体丧失形成Ⅳ型菌毛的能力;光学显微镜下观测野生型、突变体及互补菌株的颤动能力发现:PilQ及pilO突变体与野生型相比,完全丧失颤动能力;同时pilO及pilQ突变体游动能力、生物膜形成能力和致病力也明显减弱。互补菌株中,颤动能力得到恢复,游动能力以及生物膜形成能力部分恢复,致病力与突变体相比也有所增强。在MMX基本培养基中测定野生型与突变体的生长曲线发现:突变体菌株生长能力无明显改变,同时突变体也能激发非寄主植物烟草的过敏性反应。pilO突变体仍然能够形成Ⅳ型菌毛但完全丧失颤动能力,由此表明,pilO基因并不直接参与西瓜噬酸菌Ⅳ型菌毛的合成,而是其Ⅳ型菌毛的功能基因;PilQ突变体同时丧失形成Ⅳ型菌毛以及颤动性的能力,表明PilQ基因在西瓜噬酸菌中直接参与Ⅳ型菌毛的合成,是其Ⅳ型菌毛的合成基因。同时西瓜噬酸菌Ⅳ型菌毛与其颤动性、致病力、游动性及生物膜形成能力相关。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
上篇 文献综述  9-28
  第一章 瓜类细菌性果斑病菌研究进展  10-12
    1 病原物特性  10
    2 病害症状  10-11
    3 防治措施  11-12
  第二章 Ⅳ型菌毛的结构与功能  12-20
    1 T4P的结构  12-13
    2 与T4P相关的特征  13-16
      2.1 颤动性  13-14
      2.2 附着能力以及生物膜的形成  14-15
      2.3 毒力  15-16
      2.4 DNA摄取和蛋白分泌  16
    3 参与菌毛蛋白合成和变异的基因  16-20
      3.1 T4P的核心组分  16-17
      3.2 菌毛蛋白序列的差异性  17-20
  第三章 植物病原细菌中T4P起的作用  20-28
    1 茄劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)  20-21
    2 木质部难养寄生菌(Xylella fastidiosa)  21-24
    3 西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)  24-25
    4 黄单胞菌(Xanthomonas species)  25-26
    5 假单胞菌(Pseudomonas species)  26-28
下篇 研究内容  28-58
  摘要  30-31
  1 材料  31-33
    1.1 菌株、质粒及引物  31-32
    1.2 培养基及抗生素  32-33
    1.3 主要试剂及仪器  33
  2 试验方法  33-46
    2.1 西瓜噬酸菌pilO及pilQ基因插入突变体的构建  33-39
    2.2 突变体的PCR验证  39-40
    2.3 西瓜噬酸菌pilO及pilQ基因插入突变体互补菌株的构建  40-43
    2.4 互补菌株的PCR验证  43-44
    2.5 各突变体致病性测定  44-45
    2.6 各突变体在MMX培养基中的生长测定  45
    2.7 过敏性反应测定  45
    2.8 细菌菌落边缘颤动能力的检测  45
    2.9 生物膜形成能力测定  45
    2.10 游动性测定  45-46
    2.11 胞外纤维素酶的检测  46
  3 结果与分析  46-56
    3.1 pilO及pilQ基因插入突变体的构建  46-48
    3.2 pilO和pilQ基因插入突变体的PCR验证  48-49
    3.3 互补菌株CHOM和CHQM的构建  49-50
    3.4 CHOM、CHQM互补菌株的PCR验证  50
    3.5 基因突变对西瓜噬酸菌相关表型的影响  50-56
  4 结论及讨论  56-58
参考文献  58-70
致谢  70

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 园艺作物病虫害及其防治 > 瓜果病虫害
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