植物病原菌致病機(jī)理研究進(jìn)展級(jí)植物保護(hù)三班第三小組完整版

1、 目錄目錄 概述概述 水稻細(xì)菌性褐條病及其致病細(xì)菌水稻細(xì)菌性褐條病及其致病細(xì)菌 細(xì)菌細(xì)菌IVIV型菌毛型菌毛 細(xì)菌的細(xì)菌的V VI I型分泌系統(tǒng)型分泌系統(tǒng) pilpilP P基因在基因在A Aoryzaeoryzae上的功能小結(jié)上的功能小結(jié) A Aoryzae RSoryzae RS- -1 1的致病機(jī)理研究的致病機(jī)理研究 概述概述 水稻細(xì)菌性褐條病的病原物早先被報(bào)道為丁香假單胞水稻細(xì)菌性褐條病的病原物早先被報(bào)道為丁香假單胞 菌屬致病變種菌屬致病變種( (Pseudomonas syringae pvPseudomonas syringae pvpanici(Elliott)panici(El

2、liott) )， 后來(lái)經(jīng)深入比較研究，確定其病原物為后來(lái)經(jīng)深入比較研究，確定其病原物為PseudomonasavenaePseudomonasavenae。 隨著科學(xué)家對(duì)細(xì)菌分類的不斷完善隨著科學(xué)家對(duì)細(xì)菌分類的不斷完善, ,PseudomonasPseudomonas屬中非熒光屬中非熒光 菌獨(dú)立成多個(gè)屬，其中菌獨(dú)立成多個(gè)屬，其中avenaeavenae被歸入嗜酸菌屬被歸入嗜酸菌屬( (AcidovoraxAcidovorax) ) 并命名為并命名為Acidovorax avenae subspAcidovorax avenae subspavenaeavenae。 值得一提的是，這個(gè)亞種中包

3、含了引起麥類細(xì)菌性褐值得一提的是，這個(gè)亞種中包含了引起麥類細(xì)菌性褐 條病和引起水稻細(xì)菌性褐條病的病原，后來(lái)為了更明確起條病和引起水稻細(xì)菌性褐條病的病原，后來(lái)為了更明確起 見(jiàn)，又將其中水稻細(xì)菌性褐條病的病原確立見(jiàn)，又將其中水稻細(xì)菌性褐條病的病原確立Acidovorax Acidovorax oryzaeoryzae。根據(jù)最新的細(xì)菌分類及命名規(guī)定，在本實(shí)驗(yàn)中，。根據(jù)最新的細(xì)菌分類及命名規(guī)定，在本實(shí)驗(yàn)中， 將水稻細(xì)菌性褐條病原統(tǒng)一為將水稻細(xì)菌性褐條病原統(tǒng)一為Acidovorax oryzaeAcidovorax oryzae，實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn) 過(guò)程用到的菌株為由本實(shí)驗(yàn)室分離并保存的（過(guò)程用到的菌株為由本實(shí)

4、驗(yàn)室分離并保存的（A Aoryzae oryzae RSRS- -1 1）菌株。菌株。 水稻細(xì)菌性褐條病及其致病細(xì)菌水稻細(xì)菌性褐條病及其致病細(xì)菌 水稻細(xì)菌性褐條病的水稻細(xì)菌性褐條病的發(fā)生與危害發(fā)生與危害及其病原物及其病原物 水稻細(xì)菌性褐條病的水稻細(xì)菌性褐條病的防治防治 水稻細(xì)菌性褐條病的發(fā)生、危害及其病水稻細(xì)菌性褐條病的發(fā)生、危害及其病 原物原物 我國(guó)的水稻細(xì)菌性褐條病主要發(fā)生在南方地區(qū)，在廣我國(guó)的水稻細(xì)菌性褐條病主要發(fā)生在南方地區(qū)，在廣 東、廣西、福建、四川、浙江、江蘇、江西、湖南、湖北東、廣西、福建、四川、浙江、江蘇、江西、湖南、湖北 及臺(tái)灣等地區(qū)均有發(fā)病記錄；近年來(lái)，這種病害有蔓延至及臺(tái)

5、灣等地區(qū)均有發(fā)病記錄；近年來(lái)，這種病害有蔓延至 北方稻區(qū)的趨勢(shì)北方稻區(qū)的趨勢(shì); ;。 發(fā)病初期，葉片或葉鞘上出現(xiàn)近圓形褐色小斑點(diǎn)，隨發(fā)病初期，葉片或葉鞘上出現(xiàn)近圓形褐色小斑點(diǎn)，隨 著發(fā)病嚴(yán)重，斑點(diǎn)逐漸擴(kuò)展呈邊緣清楚的褐色長(zhǎng)條斑，并著發(fā)病嚴(yán)重，斑點(diǎn)逐漸擴(kuò)展呈邊緣清楚的褐色長(zhǎng)條斑，并 蔓延到整個(gè)植株。蔓延到整個(gè)植株。 嚴(yán)重時(shí)整個(gè)穎殼變褐，并深入米粒使之呈褐色，多秕嚴(yán)重時(shí)整個(gè)穎殼變褐，并深入米粒使之呈褐色，多秕 谷，甚至顆粒無(wú)收。谷，甚至顆粒無(wú)收。 水稻細(xì)菌性褐條病的防治水稻細(xì)菌性褐條病的防治 在綜合防治方面，需要搞好農(nóng)田基本建設(shè)，加強(qiáng)田間管在綜合防治方面，需要搞好農(nóng)田基本建設(shè)，加強(qiáng)田間管 理，建立

6、合理的排灌系統(tǒng)，這樣可以有效避免洪水發(fā)生時(shí)淹理，建立合理的排灌系統(tǒng)，這樣可以有效避免洪水發(fā)生時(shí)淹 滅稻田。另外，灌溉時(shí)要防止深灌積水以避免稻株相互感染。滅稻田。另外，灌溉時(shí)要防止深灌積水以避免稻株相互感染。 對(duì)于已經(jīng)被淹沒(méi)的農(nóng)田，應(yīng)該及時(shí)排水曬田，清洗泥沙，防對(duì)于已經(jīng)被淹沒(méi)的農(nóng)田，應(yīng)該及時(shí)排水曬田，清洗泥沙，防 止病害流行。對(duì)于初發(fā)病或發(fā)了病的田塊，要立即每畝撒施止病害流行。對(duì)于初發(fā)病或發(fā)了病的田塊，要立即每畝撒施 石灰或草木灰石灰或草木灰3030- -4040斤，同時(shí)噴灑農(nóng)用鏈霉斤，同時(shí)噴灑農(nóng)用鏈霉500500- -600600倍液。倍液。 細(xì)菌細(xì)菌IVIV型菌毛型菌毛 細(xì)菌菌毛的生理功能和

7、分類細(xì)菌菌毛的生理功能和分類 細(xì)菌細(xì)菌IVIV型菌毛與細(xì)菌的型菌毛與細(xì)菌的游動(dòng)性游動(dòng)性、生物膜形成生物膜形成以及以及致病性致病性的的 關(guān)系關(guān)系 細(xì)菌菌毛的生理功能細(xì)菌菌毛的生理功能 菌毛菌毛(Pilus)(Pilus)存在于大多數(shù)革蘭氏陰性菌及少數(shù)革蘭存在于大多數(shù)革蘭氏陰性菌及少數(shù)革蘭 氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞表面。與鞭毛相比，他們通常氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞表面。與鞭毛相比，他們通常更細(xì)、更短更細(xì)、更短 而且直硬而且直硬, ,可將其分為兩大類普通菌毛可將其分為兩大類普通菌毛(Common Pili)(Common Pili)和性和性 菌毛菌毛(Sex Pili(Sex Pili或或Conjugal Pili)C

8、onjugal Pili)性菌毛比普通菌毛略粗。性菌毛比普通菌毛略粗。 細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞的暫時(shí)溝通而將遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移，這個(gè)過(guò)細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞的暫時(shí)溝通而將遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移，這個(gè)過(guò) 程叫做程叫做“接合接合(Conjugation)(Conjugation)”。 大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)顯示，性菌毛是細(xì)菌接合時(shí)遺傳物質(zhì)大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)顯示，性菌毛是細(xì)菌接合時(shí)遺傳物質(zhì) 的通道：性菌毛與與接受細(xì)胞的通道：性菌毛與與接受細(xì)胞(Recipient Cell)(Recipient Cell)上的受體上的受體 蛋白蛋白(Receptor Protein)(Receptor Protein)結(jié)合，去聚結(jié)合，去聚(Depolymerisa

9、tion)(Depolymerisation) 作用產(chǎn)生，作用產(chǎn)生，性菌毛縮短，將兩個(gè)細(xì)胞拉近，性菌毛縮短，將兩個(gè)細(xì)胞拉近，質(zhì)?；蛘呷旧|(zhì)?；蛘呷旧?體體DNADNA可通過(guò)性菌毛的橋梁作用轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中?？赏ㄟ^(guò)性菌毛的橋梁作用轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中。 普通菌毛長(zhǎng)普通菌毛長(zhǎng)0.3-1.0um0.3-1.0um，直徑約為，直徑約為7 nm7 nm，通常每個(gè)菌，通常每個(gè)菌 體上分布有體上分布有15015015001500個(gè)，散布于細(xì)菌的表面，目前已根個(gè)，散布于細(xì)菌的表面，目前已根 據(jù)菌毛的數(shù)量，形態(tài)，分布情況，附著力，抗原性等特點(diǎn)。據(jù)菌毛的數(shù)量，形態(tài)，分布情況，附著力，抗原性等特點(diǎn)。 細(xì)菌菌毛的分類

10、細(xì)菌菌毛的分類 將普通茵毛分為將普通茵毛分為IVIIVI這六種類型。這六種類型。 I I型和型和VIVI型菌毛型菌毛可可 以直接凝結(jié)人或動(dòng)物的紅細(xì)胞，又根據(jù)是否能被以直接凝結(jié)人或動(dòng)物的紅細(xì)胞，又根據(jù)是否能被D D甘露甘露 醇抑制而分為甘露醇敏感血凝和甘露醇耐受血凝兩類。具醇抑制而分為甘露醇敏感血凝和甘露醇耐受血凝兩類。具 有有I I型菌毛型菌毛的細(xì)菌多為前者，而具有的細(xì)菌多為前者，而具有VIVI型菌毛型菌毛的細(xì)菌多為的細(xì)菌多為 后者以大腸桿菌為例，后者以大腸桿菌為例，I I型菌毛型菌毛主要由主要由Fim AFim A，F(xiàn)im FFim F，F(xiàn)im Fim G G，F(xiàn)im HFim H等蛋白構(gòu)成

11、，其中等蛋白構(gòu)成，其中Fim HFim H蛋白是作為受體蛋白，蛋白是作為受體蛋白， 使細(xì)菌細(xì)胞與其寄主細(xì)胞的使細(xì)菌細(xì)胞與其寄主細(xì)胞的D D甘露糖互作，從而幫助細(xì)甘露糖互作，從而幫助細(xì) 菌定殖在腸粘膜的表面，繼而誘發(fā)了腸道疾病菌定殖在腸粘膜的表面，繼而誘發(fā)了腸道疾病, ,一些沙門一些沙門 氏菌屬的細(xì)菌具有氏菌屬的細(xì)菌具有IIII型菌毛型菌毛。但尚未發(fā)現(xiàn)其具有血凝作用。但尚未發(fā)現(xiàn)其具有血凝作用。 有些克雷伯以及沙雷氏菌屬細(xì)菌有一種比較纖細(xì)的有些克雷伯以及沙雷氏菌屬細(xì)菌有一種比較纖細(xì)的 IIIIII型菌毛型菌毛，可以直接黏附在真菌、植物細(xì)胞甚至玻璃的，可以直接黏附在真菌、植物細(xì)胞甚至玻璃的 表面，但

12、是不能黏附于動(dòng)物細(xì)胞。因此，表面，但是不能黏附于動(dòng)物細(xì)胞。因此，D-D-甘露醇對(duì)此類甘露醇對(duì)此類 血凝沒(méi)有抑制作用血凝沒(méi)有抑制作用(MRHA)(MRHA)。IVIV型菌毛型菌毛大多能引起甘露醇抵大多能引起甘露醇抵 抗性血凝，即抗性血凝，即MRHAMRHA。不同于其他幾種類型的周生菌毛，。不同于其他幾種類型的周生菌毛，V V 型菌毛為叢生菌毛。型菌毛為叢生菌毛。 IVIV型菌毛組成結(jié)構(gòu)型菌毛組成結(jié)構(gòu) 細(xì)菌細(xì)菌IVIV型菌毛與細(xì)菌的型菌毛與細(xì)菌的游動(dòng)性的關(guān)游動(dòng)性的關(guān) 系系 早在上世紀(jì)早在上世紀(jì)7070年年HenrichsenHenrichsen等研究表明細(xì)菌在固體表等研究表明細(xì)菌在固體表 面運(yùn)動(dòng)的

13、能力，即細(xì)菌的面運(yùn)動(dòng)的能力，即細(xì)菌的“游動(dòng)性游動(dòng)性(Twitching (Twitching Motility)”Motility)”，是由，是由IVIV型菌毛的收縮產(chǎn)生的，它是細(xì)菌表型菌毛的收縮產(chǎn)生的，它是細(xì)菌表 面的一種移動(dòng)方式，細(xì)菌通過(guò)這種方式產(chǎn)生菌落邊緣的菌面的一種移動(dòng)方式，細(xì)菌通過(guò)這種方式產(chǎn)生菌落邊緣的菌 圈圈 。細(xì)菌的吸附和在寄主細(xì)胞上的定殖能力是其侵染寄。細(xì)菌的吸附和在寄主細(xì)胞上的定殖能力是其侵染寄 主、使寄主致病的第一步。主、使寄主致病的第一步。 當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞單個(gè)存在時(shí)，并沒(méi)有游動(dòng)能力。當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞單個(gè)存在時(shí)，并沒(méi)有游動(dòng)能力。 細(xì)菌細(xì)菌IVIV型菌毛與生物膜和致病性形型菌毛與生物膜

14、和致病性形 成的關(guān)系成的關(guān)系 生物膜是細(xì)菌在物體表面形成的高度組織化的多細(xì)胞生物膜是細(xì)菌在物體表面形成的高度組織化的多細(xì)胞 結(jié)構(gòu)，是細(xì)菌為了適應(yīng)環(huán)境而采取的一種生存方式，可以結(jié)構(gòu)，是細(xì)菌為了適應(yīng)環(huán)境而采取的一種生存方式，可以 幫助細(xì)菌逃避機(jī)體免疫和抗菌藥物的殺傷作用。幫助細(xì)菌逃避機(jī)體免疫和抗菌藥物的殺傷作用。 細(xì)菌的細(xì)菌的V VI I型分泌系統(tǒng)型分泌系統(tǒng) 細(xì)菌的分泌系統(tǒng)和細(xì)菌的分泌系統(tǒng)和VIVI型分泌系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)；型分泌系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)； T T6SS6SS的結(jié)構(gòu)組成；的結(jié)構(gòu)組成； 細(xì)菌的分泌系統(tǒng)和細(xì)菌的分泌系統(tǒng)和VIVI型分泌系統(tǒng)的型分泌系統(tǒng)的 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 細(xì)菌的分泌系統(tǒng)細(xì)菌的分泌系統(tǒng)(Secreti

15、on System)(Secretion System)是一個(gè)類似于注是一個(gè)類似于注 射器一樣的結(jié)構(gòu)，它與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。致病性細(xì)射器一樣的結(jié)構(gòu)，它與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。致病性細(xì) 菌通過(guò)分泌系統(tǒng)將胞外蛋白或效應(yīng)蛋白運(yùn)送入外界環(huán)境，菌通過(guò)分泌系統(tǒng)將胞外蛋白或效應(yīng)蛋白運(yùn)送入外界環(huán)境， 或者直接作用于寄主細(xì)胞的靶位點(diǎn)，使宿主致病?；蛘咧苯幼饔糜诩闹骷?xì)胞的靶位點(diǎn)，使宿主致病。 細(xì)菌細(xì)菌VIVI型分泌系統(tǒng)型分泌系統(tǒng)(Type VI SecretionSystem(Type VI SecretionSystem，T6SST6SS) ) 是最近才被發(fā)現(xiàn)和研究的一種分泌系統(tǒng)，廣泛存在于革蘭是最近才被發(fā)

16、現(xiàn)和研究的一種分泌系統(tǒng)，廣泛存在于革蘭 氏陰性致病菌中。氏陰性致病菌中。 T T6SS6SS的結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)組成 T6SST6SS是由一系列蛋白組成的復(fù)合體，按照蛋白功能的是由一系列蛋白組成的復(fù)合體，按照蛋白功能的 不同可分為結(jié)構(gòu)蛋白，效應(yīng)蛋白，調(diào)節(jié)蛋白和分子伴侶蛋不同可分為結(jié)構(gòu)蛋白，效應(yīng)蛋白，調(diào)節(jié)蛋白和分子伴侶蛋 白白. .。典型的。典型的T6SST6SS由由15-2515-25個(gè)保守的開放閱讀框組成，并由個(gè)保守的開放閱讀框組成，并由 這些基因編碼的蛋白組成跨膜結(jié)構(gòu)，由這些基因編碼的蛋白組成跨膜結(jié)構(gòu)，由Icm FIcm F和和Dot UDot U等蛋等蛋 白構(gòu)成的結(jié)構(gòu)橫跨細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)膜白構(gòu)成的

17、結(jié)構(gòu)橫跨細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)膜- -周質(zhì)周質(zhì)- -外膜，并將效應(yīng)蛋外膜，并將效應(yīng)蛋 白分泌和轉(zhuǎn)運(yùn)出去，直接到達(dá)宿主細(xì)胞內(nèi)。白分泌和轉(zhuǎn)運(yùn)出去，直接到達(dá)宿主細(xì)胞內(nèi)。 雖然這些基因的轉(zhuǎn)錄方向不完全相同，但是都有雖然這些基因的轉(zhuǎn)錄方向不完全相同，但是都有1313個(gè)個(gè) 保守的核心元件組分和保守的核心元件組分和T6SST6SS基因簇編碼的輔助原件構(gòu)成。基因簇編碼的輔助原件構(gòu)成。 T6SST6SS結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成 A Aoryzaeoryzae突變體的構(gòu)建和回補(bǔ)突變體的構(gòu)建和回補(bǔ) 單交換同源重組構(gòu)建單交換同源重組構(gòu)建pilpilP P、icmicmF F、dotUdotU基因基因的插入突的插入突 變變: :經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)P

18、CRPCR、測(cè)序鑒定后，最終得到突變體菌株。、測(cè)序鑒定后，最終得到突變體菌株。 通過(guò)這種方法，得到了通過(guò)這種方法，得到了pilpilP P、icmFicmF、dotUdotU基因基因的突變的突變 體，并分別命名為體，并分別命名為RS-PRS-P、RS-FRS-F、RS-DRS-D。 pilpilP P基因在基因在A Aoryzaeoryzae上的功能小結(jié)上的功能小結(jié) 敲除敲除pilppilp基因后，基因后，A Aoryzaeoryzae致病性顯著下降；致病性顯著下降； pilppilp基因缺失后，細(xì)菌喪失菌圈和基因缺失后，細(xì)菌喪失菌圈和IvIv型菌毛；型菌毛； pilppilp基因能夠影響基因

19、能夠影響A Aoryzaeoryzae的游動(dòng)性及生物膜形成。的游動(dòng)性及生物膜形成。 水稻細(xì)菌性褐條病菌水稻細(xì)菌性褐條病菌A Aoryzaeoryzae中中icmFicmF和和 dotUdotU基因的相互作用基因的相互作用 T6SS T6SS能夠影響能夠影響A Aoryzseoryzse細(xì)菌致病性細(xì)菌致病性: :表明表明icm Ficm F和和dot dot U U基因可以影響基因可以影響A Aoryzaeoryzae的致病性，當(dāng)基因缺失時(shí)，細(xì)菌的致病性，當(dāng)基因缺失時(shí)，細(xì)菌 表現(xiàn)為弱致病性表現(xiàn)為弱致病性. . A Aoryzae RSoryzae RS- -1 1的的致病機(jī)理研究致病機(jī)理研究 p

20、ilP pilP基因能夠通過(guò)影響細(xì)菌基因能夠通過(guò)影響細(xì)菌IVIV型菌毛形成，繼而影響型菌毛形成，繼而影響 細(xì)菌的游動(dòng)能力、生物膜形成和致病性。細(xì)菌的游動(dòng)能力、生物膜形成和致病性。A Aoryzaeoryzae作為作為 一種致病細(xì)菌，其最重要的功能之一就是侵染寄主使之生一種致病細(xì)菌，其最重要的功能之一就是侵染寄主使之生 病。病。 通過(guò)通過(guò)IVIV型菌毛使細(xì)菌在寄主細(xì)胞表面定殖是它侵染寄型菌毛使細(xì)菌在寄主細(xì)胞表面定殖是它侵染寄 主的第一步，而主的第一步，而pilPpilP基因則是基因則是IVIV型菌毛合成和裝配過(guò)程中型菌毛合成和裝配過(guò)程中 起到重要作用的起到重要作用的pilpilP P MNOPQ

21、 MNOPQ操縱子中的一員。操縱子中的一員。 在本研究中，通過(guò)單交換同源重組，利用自殺質(zhì)粒在本研究中，通過(guò)單交換同源重組，利用自殺質(zhì)粒p p JP5603JP5603，構(gòu)造了，構(gòu)造了pil Ppil P基因突變體。將該突變體菌株接種水基因突變體。將該突變體菌株接種水 稻后，細(xì)菌的稻后，細(xì)菌的致病力明顯降低致病力明顯降低。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和透射顯微。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和透射顯微 鏡發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該基因的功能缺失時(shí)，鏡發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該基因的功能缺失時(shí)，A Aoryzaeoryzae無(wú)法形成正常無(wú)法形成正常 的典型的菌圈，也的典型的菌圈，也無(wú)法形成完整無(wú)法形成完整的周生菌毛；的周生菌毛； 軟瓊脂培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)表明細(xì)菌的軟

22、瓊脂培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)表明細(xì)菌的游動(dòng)能力大幅下降游動(dòng)能力大幅下降； 細(xì)菌生物膜測(cè)定結(jié)果表明細(xì)菌生物膜測(cè)定結(jié)果表明pil Ppil P基因突變體的基因突變體的生物膜形生物膜形 成數(shù)量成數(shù)量顯著降低。顯著降低。 此項(xiàng)研究為我們防治水稻細(xì)菌性褐條病提供此項(xiàng)研究為我們防治水稻細(xì)菌性褐條病提供 了一種很好的思路：將細(xì)菌菌毛作為藥劑的靶標(biāo)了一種很好的思路：將細(xì)菌菌毛作為藥劑的靶標(biāo) 位點(diǎn)，對(duì)該病害的防治或?qū)⑵鸬搅己玫男ЧＮ稽c(diǎn)，對(duì)該病害的防治或?qū)⑵鸬搅己玫男Ч?Aoryzae RS-1的的致病機(jī)理研究致病機(jī)理研究 T6SS T6SS的核心基因的核心基因icm Ficm F和和dot Udot U可以影響細(xì)酋可以影

23、響細(xì)酋 TS66TS66的功能以及致病性，這兩個(gè)基因之間存在互的功能以及致病性，這兩個(gè)基因之間存在互 作關(guān)系。細(xì)菌的作關(guān)系。細(xì)菌的VIVI型分泌系統(tǒng)是近些年才被發(fā)現(xiàn)型分泌系統(tǒng)是近些年才被發(fā)現(xiàn) 的一種新型分泌系統(tǒng)，在的一種新型分泌系統(tǒng)，在A Aoryzaeoryzae中也存在著中也存在著 T6SST6SS結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 在其中的保守元件中，在其中的保守元件中，Icm FIcm F和和Dot UDot U是兩個(gè)是兩個(gè) 關(guān)鍵的核心蛋白。通過(guò)單交換同源重組，利用自關(guān)鍵的核心蛋白。通過(guò)單交換同源重組，利用自 殺質(zhì)粒殺質(zhì)粒p JP5603p JP5603，構(gòu)造了，構(gòu)造了icm Ficm F和和dot Udo

24、t U基因突變基因突變 體。將這兩個(gè)突變體菌株接種水稻后發(fā)現(xiàn)，其致體。將這兩個(gè)突變體菌株接種水稻后發(fā)現(xiàn)，其致 病力均有所降低。病力均有所降低。 利用細(xì)菌雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)分析，表利用細(xì)菌雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)分析，表 明了明了icm Ficm F和和dot Udot U基因之間存在相互作用關(guān)系?；蛑g存在相互作用關(guān)系。 這為此后更加系統(tǒng)的研究這為此后更加系統(tǒng)的研究T6SST6SS的結(jié)構(gòu)和功能提供的結(jié)構(gòu)和功能提供 了基礎(chǔ)。了基礎(chǔ)。 蕓薹根腫菌致病機(jī)理蕓薹根腫菌致病機(jī)理 研究進(jìn)展（研究進(jìn)展（附附） 蕓薹根腫菌蕓薹根腫菌 蕓薹根腫菌蕓薹根腫菌 (Plasraodiophora (Plasrao

25、diophora brassicae Woron)brassicae Woron)是是 一一 種土傳性活體寄種土傳性活體寄 生菌，專性寄生于十字花科植物，導(dǎo)致根生菌，專性寄生于十字花科植物，導(dǎo)致根 腫病的發(fā)生。腫病的發(fā)生。 受害寄主植株感病初期地上部無(wú)明顯差異或特殊的表受害寄主植株感病初期地上部無(wú)明顯差異或特殊的表 現(xiàn)，而在感病后期，地上部葉片由下而上逐漸發(fā)黃，出現(xiàn)現(xiàn)，而在感病后期，地上部葉片由下而上逐漸發(fā)黃，出現(xiàn) 持續(xù)性失水萎蔫。持續(xù)性失水萎蔫。 相較于正常植株相較于正常植株，感病株生長(zhǎng)緩慢，株型矮小，地下，感病株生長(zhǎng)緩慢，株型矮小，地下 部主根、側(cè)根和須根上形成數(shù)目和大小不等、呈指狀部主根

26、、側(cè)根和須根上形成數(shù)目和大小不等、呈指狀 、 短棒狀或球形的短棒狀或球形的 腫瘤腫瘤 ，根腫發(fā)生初期表面光滑，根腫發(fā)生初期表面光滑 ，后期，后期 則會(huì)則會(huì) 出現(xiàn)龜裂出現(xiàn)龜裂 、粗、粗 糙糙 、變黃、變黃 ，最后整個(gè)受害根部組，最后整個(gè)受害根部組 織織 出現(xiàn)腐爛出現(xiàn)腐爛 ，滋生各種，滋生各種 真菌，形成白色的菌絲層或滋真菌，形成白色的菌絲層或滋 生多種害蟲，地上部植株枯萎死亡。生多種害蟲，地上部植株枯萎死亡。 激素與蕓薹根腫菌致病的關(guān)系激素與蕓薹根腫菌致病的關(guān)系 G-rsic G-rsic等等“研究表明，吲哚乙酸合成中起關(guān)研究表明，吲哚乙酸合成中起關(guān) 鍵作用的腈水解酶活性及其鍵作用的腈水解酶活性

27、及其mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄水平明顯增轉(zhuǎn)錄水平明顯增 強(qiáng)，之后他們對(duì)腈水解酶基因的擬南芥突變株系強(qiáng)，之后他們對(duì)腈水解酶基因的擬南芥突變株系 研究發(fā)現(xiàn)，突變株相較于對(duì)照更加耐受蕓薹根腫研究發(fā)現(xiàn)，突變株相較于對(duì)照更加耐受蕓薹根腫 菌的侵染。菌的侵染。 有活性的吲哚乙酸的另一個(gè)來(lái)源是結(jié)合態(tài)的有活性的吲哚乙酸的另一個(gè)來(lái)源是結(jié)合態(tài)的 吲哚吲哚 乙酸在水解酶的作用下水解成自由態(tài)的吲哚乙酸在水解酶的作用下水解成自由態(tài)的吲哚 乙酸。乙酸。 G-rsicG-rsic等等研究發(fā)現(xiàn)蕓薹根腫菌侵染寄主時(shí)研究發(fā)現(xiàn)蕓薹根腫菌侵染寄主時(shí) ， 該水解酶活性顯著增強(qiáng)，甚至認(rèn)為蕓薹根腫菌能該水解酶活性顯著增強(qiáng)，甚至認(rèn)為蕓薹根腫菌能

28、合成產(chǎn)生結(jié)合態(tài)吲哚乙酸水解酶。合成產(chǎn)生結(jié)合態(tài)吲哚乙酸水解酶。 除生長(zhǎng)素合成增量增加外，生長(zhǎng)素運(yùn)輸相關(guān)除生長(zhǎng)素合成增量增加外，生長(zhǎng)素運(yùn)輸相關(guān) 基因在根腫菌侵染時(shí)期也上調(diào)表達(dá)?；蛟诟[菌侵染時(shí)期也上調(diào)表達(dá)。 SylvieSylvie等將生長(zhǎng)素運(yùn)輸?shù)鞍椎葘⑸L(zhǎng)素運(yùn)輸?shù)鞍譨 al lm m1 1基因基因敲除后敲除后 ， 突變株表現(xiàn)為增強(qiáng)對(duì)根腫菌的耐受性，在根腫菌突變株表現(xiàn)為增強(qiáng)對(duì)根腫菌的耐受性，在根腫菌 侵染侵染3232天后天后 ，其根腫大小僅為對(duì)照植株的三分之，其根腫大小僅為對(duì)照植株的三分之 一。一。 以上研究表明，生長(zhǎng)素在蕓薹根腫菌的致病以上研究表明，生長(zhǎng)素在蕓薹根腫菌的致病 過(guò)程中起著不可替代

29、的重要作用，過(guò)程中起著不可替代的重要作用，然而十字花科然而十字花科 植物生長(zhǎng)素的生物合成途徑有很多，它們之間相植物生長(zhǎng)素的生物合成途徑有很多，它們之間相 互聯(lián)系，并在植物生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段和不同的互聯(lián)系，并在植物生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段和不同的 脅迫環(huán)境中起作用脅迫環(huán)境中起作用。 有研究結(jié)果顯示有研究結(jié)果顯示 ，根腫組織里的自由態(tài)和結(jié)，根腫組織里的自由態(tài)和結(jié) 合態(tài)細(xì)胞分裂素濃度是正常根組織中的合態(tài)細(xì)胞分裂素濃度是正常根組織中的2 23 3倍；倍； Dekhuijzent Dekhuijzent 發(fā)現(xiàn)寄主細(xì)胞質(zhì)與根腫菌的原發(fā)現(xiàn)寄主細(xì)胞質(zhì)與根腫菌的原 質(zhì)團(tuán)存在細(xì)胞分裂素質(zhì)團(tuán)存在細(xì)胞分裂素(CTK)(CT

30、K)差異，在病原菌原質(zhì)團(tuán)差異，在病原菌原質(zhì)團(tuán) 中主要以玉米素核糖苷及其葡萄糖的衍生物形式中主要以玉米素核糖苷及其葡萄糖的衍生物形式 存在存在 ，而寄主細(xì)胞質(zhì)中則為玉米素核糖苷、少量，而寄主細(xì)胞質(zhì)中則為玉米素核糖苷、少量 的玉米素以及玉米素葡萄糖磷酸鹽衍生物；的玉米素以及玉米素葡萄糖磷酸鹽衍生物； MiillerMiiller和和 Hilgenberg Hilgenberg發(fā)現(xiàn)，在接種休眠孢發(fā)現(xiàn)，在接種休眠孢 子子2323天后，寄主植株中分離得到的次級(jí)原質(zhì)團(tuán)可天后，寄主植株中分離得到的次級(jí)原質(zhì)團(tuán)可 以將以將 C C 標(biāo)記的腺嘌呤同化為反玉米素。標(biāo)記的腺嘌呤同化為反玉米素。 以上研究結(jié)果可以得出結(jié)論，在侵染后期，以上研究結(jié)果可以得出結(jié)論，在侵染后期， 蕓薹根腫菌自身能合成細(xì)胞分裂素并釋放到寄主蕓薹根腫菌自身能合成細(xì)胞分裂素并釋放到寄主 細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)中。 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究證明，細(xì)胞分裂素氧化酶脫轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究證明，細(xì)胞分