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在与病原微生物的互作过程中,植物进化出一种敏感的防卫反应体系,即通过监测和识别病原物相关分子模式因子(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)来激发免疫反应,进而抵御侵染。鞭毛素(flagellin)作为一种PAMPs,对其在水稻与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)互作中的作用机制分析还鲜有报道。本研究通过对30天苗龄的水稻日本晴(Oryza sativa L.cv.Nipponbare)接种Xoo野生型和鞭毛素缺失突变体ΔfliC,12小时后对接种水稻叶片进行了数字化基因表达谱(digital gene expression,DGE)的分析。结果显示:与ΔfliC处理相比,在接种Xoo野生型的水稻样品中,有1680个基因出现差异表达(differentially-expressedgenes,DEGs),其中 1159 个基因上调表达,521 个基因下调表达。随机选取了 12个DEGs进行荧光定量PCR测定,其表达模式与测序结果一致,表明DGE数据的可靠性。对基因功能分析表明,上调表达基因与细胞壁、脂肪代谢、次级代谢、防卫反应和激素信号途径有关,而下调表达基因主要与光合作用过程相关。此外,还有57和21个基因分别只在Xoo野生型处理和AfliC处理中特异性表达。因此,这些结果初步揭示了鞭毛素在水稻-Xoo互作中的潜在功能,同时为研究水稻对病原细菌免疫应答反应的分子基础提供了新思路。鞭毛素糖基化修饰在病原细菌鞭毛合成、运动性以及毒性等方面发挥着重要作用。然而,Xoo鞭毛素糖基化修饰的分子基础及其生物学功能均未见报道。本研究鉴定了一个决定Xoo鞭毛素糖基化修饰的糖基化基因岛,该基因岛由10个基因(gigX1-10)组成,其编码产物包括核糖转氨酶、酰基载体蛋白(ACP)、ACP合成酶、ACP还原酶、乙酰转移酶、甲基转移酶以及糖基转移酶等,这些产物均涉及糖基的合成与转运过程。糖基化岛中的10个基因属于同一个转录单元,其转录水平受σ54因子RpoN2和转录激活因子FleQ的调控。对gigX1-10基因进行缺失突变分析,发现除ΔgigX9外,其它突变体的鞭毛素糖基化修饰缺失,鞭毛素分子量减少3 KDa左右。糖基化修饰缺失并不影响鞭毛素合成以及细菌运动性。重要的是,鞭毛素糖基化修饰缺失增强了 Xoo对水稻感病品种IR24的致病性,病叶中的细菌数量也显著增加。对ΔgigX1和ΔgigX10表型分析发现,鞭毛素糖基化修饰缺失显著增强了Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,T3SS)相关基因的表达,削弱了细菌对水稻过氧化氢(H202)产生的诱导能力。总之,本研究鉴定了 Xoo鞭毛素糖基化修饰过程相关的基因,初步揭示了鞭毛素糖基化修饰对细菌运动性和毒性的调控作用机制。