论文部分内容阅读
荧光假单胞菌是一类重要的根围促生细菌,能产生抗生素、嗜铁素、蛋白酶HCN等生防物质,能有效防止植物病害。菌株Pf7-14分离于水稻纹枯病病斑,是一株对水稻纹枯病、稻瘟病和恶苗病有拮抗作用的细菌菌株。本研究通过生物信息学和分子生物学的方法从Pf7-14中克隆了鞭毛蛋白合成基因,并对其功能进行了系统阐述。
以铜绿假单胞菌UCBPP-PA14(NC_008463.1)的鞭毛蛋白FlhA为诱饵,在荧光假单胞菌Pf-5(NC_004129)和Pf0-1(NC_004792)的全基因组中进行BLASTX比对分析,结果在Pf-5和Pf0-1的全基因组比对搜索到FlhA的同系物,分别命名为FlhAPf5(YP_258790)和FlhAPf0_1(YP_347292)。根据FlhAPf5和FlhAPf0-1的核酸序列,设计兼并引物flhA-F/flhA-R。以荧光假单胞菌pf7-14的DNA为模板,利用引物flhA-F/flhA-R进行PCR扩增,结果扩增得到一段2130-bp的PCR片段,对该片段进行测序后,利用软件CLUSTALW和MEGA3软件进行序列分析,结果表明,FlhAPf7-14在氨基酸水平上同FlhAPf5和FlhAPf0-1的同源性最高,分别达到93%和94%。有趣的是,FlhApf7_14同水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)中的三型泌出通道(typeⅢsecretionsystem)中的保守蛋白HrcV具有很高的同源性。Southern杂交证明flhA在Pf7-14基因组中为单一拷贝。
在Southern杂交确认flhA在Pf7-14全基因组中单拷贝后,利用同源重组的方式构建了flhA插入失活突变株。在此基础上,利用已克隆的旷基因的启动子对flhA突变株进行了有效的互补。在游动性试验中,flhA突变株丧失了游动性,而flhA互补菌株则恢复了野生型菌株的游动能力。在电镜观察中,flhA突变株缺失了鞭毛,而flhA互补菌株和野生型菌株则具有多个鞭毛。flhA的突变不影响Pf7-14生物膜合成、嗜铁素、蛋白酶的产生,也不改变Pf7-14对水稻纹枯病菌和油菜菌核病菌的平板拮抗能力。定殖试验表明,flhA突变株在水稻叶片上的定殖能力较野生型显著降低,其定殖时间缩短6天,而flhA互补菌株则部分恢复了野生型的定殖能力。进一步对水稻纹枯病的温室生防试验表明,flhA突变株显著降低了对水稻纹枯病的防效(防效为20.2%),而flhA互补菌株和野生型对水稻纹枯病的防效分别为52.4%和47.8%。
以铜绿假单胞菌UCBPP-PA14(NC_008463.1)的鞭毛蛋白FlhA为诱饵,在荧光假单胞菌Pf-5(NC_004129)和Pf0-1(NC_004792)的全基因组中进行BLASTX比对分析,结果在Pf-5和Pf0-1的全基因组比对搜索到FlhA的同系物,分别命名为FlhAPf5(YP_258790)和FlhAPf0_1(YP_347292)。根据FlhAPf5和FlhAPf0-1的核酸序列,设计兼并引物flhA-F/flhA-R。以荧光假单胞菌pf7-14的DNA为模板,利用引物flhA-F/flhA-R进行PCR扩增,结果扩增得到一段2130-bp的PCR片段,对该片段进行测序后,利用软件CLUSTALW和MEGA3软件进行序列分析,结果表明,FlhAPf7-14在氨基酸水平上同FlhAPf5和FlhAPf0-1的同源性最高,分别达到93%和94%。有趣的是,FlhApf7_14同水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)中的三型泌出通道(typeⅢsecretionsystem)中的保守蛋白HrcV具有很高的同源性。Southern杂交证明flhA在Pf7-14基因组中为单一拷贝。
在Southern杂交确认flhA在Pf7-14全基因组中单拷贝后,利用同源重组的方式构建了flhA插入失活突变株。在此基础上,利用已克隆的旷基因的启动子对flhA突变株进行了有效的互补。在游动性试验中,flhA突变株丧失了游动性,而flhA互补菌株则恢复了野生型菌株的游动能力。在电镜观察中,flhA突变株缺失了鞭毛,而flhA互补菌株和野生型菌株则具有多个鞭毛。flhA的突变不影响Pf7-14生物膜合成、嗜铁素、蛋白酶的产生,也不改变Pf7-14对水稻纹枯病菌和油菜菌核病菌的平板拮抗能力。定殖试验表明,flhA突变株在水稻叶片上的定殖能力较野生型显著降低,其定殖时间缩短6天,而flhA互补菌株则部分恢复了野生型的定殖能力。进一步对水稻纹枯病的温室生防试验表明,flhA突变株显著降低了对水稻纹枯病的防效(防效为20.2%),而flhA互补菌株和野生型对水稻纹枯病的防效分别为52.4%和47.8%。