论文摘要
水稻的两个模式病原菌水稻细菌性条斑病菌(简称水稻条斑病菌)(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)和水稻白叶枯病菌(X. oryzae pv. oryzae, Xoo)同属于稻黄单胞菌种下致病变种,分别引起水稻细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)和水稻白叶枯病(bacterial blight, BB). BB是水稻上最为严重的病害之一,而BLS也趋于逐年加重。水稻是世界上主要粮食作物和作物生物学的模式植物,研究Xoo及Xoc与其的互作对于世界粮食安全问题意义重大。水稻白叶枯病菌与水稻互作符合基因对基因关系,不同小种中存在特异的tal家族基因。PX099A是Xoo代表菌株菲律宾6号小种,2008年PX099A全基因组信息发布,该菌株中的19个tal基因以9个簇的形式存在。为了揭示tal基因在水稻上的毒性贡献、在水稻上的互作关系以及tal基因间的协同性和抑制性,本研究根据PX099A菌株的基因组学特性,依据tal基因结构上的保守性和大小不同,对其19个tal基因进行了分离,成功获得17个tal基因(19个tal基因中有2对相同),并将这17个tal基因构建到研究tal基因功能的通用载体pUAV45K(B)中。这为揭示tal基因在水稻上的毒性贡献奠定了材料基础。水稻条斑病菌中存在20多个在结构上高度保守的tal的贡献,为了研究其功能,逐一减少水稻条斑病菌中的tal基因数量,据认为是较好的技术途径。本研究依据tal基因结构上的保守性,利用同源重组策略,借助自杀性载体pKMS1介导,对水稻条斑病菌RS105菌株中的tal基因进行了敲除。结果发现,同源交换可通过基因内和基因间重组实现tal基因敲除。PCR和Southern杂交结果显示,水稻条斑病菌中有5个tal基因被成功敲除,表明水稻条斑病菌tal基因敲除体系构建成功。毒性测定结果表明随着tal基因缺失数目的增多,突变体菌株的毒性减弱。这为逐一评价tal基因的毒性或/和无毒性功能奠定了基础。水稻条斑病菌与水稻白叶枯病菌在DNA水平上有大于90%的相似性,它们侵染寄主的方式不同,在水稻上激发的抗性基因也有很大不同。两种菌都含有大量的tal基因,但是Xoc中的tal基因功能还不清楚。本研究对Xoc的RS105菌株的tal基因进行分离,将分离得到的单个tal基因分别构建到含来自于Xoo的avrXa7和avrXa10的载体中。为分别在含有Xa7和XalO的抗性水稻品种IRBB7和IRBB10中表达,以探寻在Xoc中抑制avrXa7和avrXa10表达的抑制因子建立了筛选体系。
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