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瓜类细菌性果斑病菌hrp基因簇部分基因的克隆及功能研究

作　者: 汪新
导　师: 胡白石
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 瓜类细菌性果斑病菌 hrp基因突变致病性
分类号: S436.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由燕麦噬酸菌西瓜亚种(Acidovorax avenae subsp. citrulli, Aac)引起的瓜类细菌性果斑病是葫芦科植物上的一种严重的细菌性病害。它主要危害西瓜、甜瓜等的果实和叶片,产生病斑并造果实腐烂,导致减产,近年来发病趋势持续上升,对我国经济造成严重损失。因此,需要我们尽快地找到有效的防治措施,而对瓜类细菌性果斑病菌致病机理的研究则对该病害的防治具有重要的指导意义。植物病原菌对其寄主的致病过程是由多种成分参与的复杂的生物化学和生理代谢过程,而由hrp (Hypersensitive Response & Pathogenicity)基因编码的Ⅲ型分泌系统(type III secretion system,T3SS)能将效应因子或无毒基因产物转运至植物细胞内,在细菌对寄主的致病过程和非寄主的过敏性反应中起重要作用。目前,对瓜类细菌性果斑病菌的研究主要集中于病原菌鉴定、病原菌检测方法和技术、传播机理、防治措施等方面,对其致病机理的研究少有报道,至今未有其hrp相关基因的报道。hrp基因存在于革兰氏阴性植物病原细菌中,决定病原细菌对寄主植物致病性和诱导非寄主及抗病植物过敏性反应(hypersensitive response, HR)。本研究从果斑菌的hrp基因簇中克隆了hpaA、hrcT、hrcC和hrpG基因,通过同源重组的方法,分别构建了它们的突变体。电镜观察发现,hpaA和hrpG基因突变体的鞭毛缺失且细胞形态发生显著变化,而hrcT和hrcC基因突变体的鞭毛和细胞形态未发生明显变化。在烟草和哈密瓜叶片上的测定结果显示,hpaA、hrcT和hrcC的突变体均失去在烟草上的HR激发能力和在哈密瓜叶片上的致病性；hrpG在烟草上的HR激发能力和在哈密瓜上的致病性则显著减弱；进一步的生长曲线测定结果表明,hpaA、hrcT、hrcC、hrpG的突变体的定殖能力均显著下降。相应地,功能互补后突变体基本恢复至野生表型。证明瓜类细菌性果斑病菌hrp基因作为Ⅲ型分泌系统关键组份影响病原细菌对寄主植物的致病性和对非寄主及抗病植物的过敏性反应。

全文目录

摘要 6-7ABSTRACT 7-10瓜类细菌性果斑病菌研究进展 10-24 1 瓜类细菌性果斑病的历史、危害、生物学及防治 10-17 1.1 瓜类细菌性果斑病的发展历史 10-11 1.2 病原菌生物学 11-12 1.3 寄主范围与分布 12-13 1.4 危害与症状特点 13-15 1.5 传播及侵染循环 15 1.6 综合治理 15-17 2 种子带菌的检测技术研究进展 17-21 2.1 传统的检测方法 18 2.2 血清学检测方法 18 2.3 PCR检测技术(张卉等,2003) 18-21 3 Ⅲ型分泌系统 21-22 4 hrp基因簇 22-23 5 hrp基因研究中存在的问题及展望 23-24哈密瓜细菌性果斑病菌hrp基因簇部分基因的克隆及功能研究 24-56 1 材料和方法 25-46 1.1 菌株、质粒和引物 25-27 1.2 培养基及抗生素 27-28 1.3 主要试剂及仪器 28-29 1.4 hpaA、hrcT、hrcC、hrpG基因的PCR扩增和克隆 29-33 1.5 hpaA、hrcT、hrcC、hrpG基因插入突变体的构建 33-37 1.6 突变体的验证 37-41 1.7 互补菌株的构建 41-43 1.8 互补菌株的验证 43-44 1.9 hpaA、hrcT、hrcC、hrpG基因突变对果斑菌的影响 44-46 2 结果与分析 46-54 2.1 hpaA、hrcT、hrcC、hrpG基因片段的克隆 46 2.2 基因插入突变体的构建 46-47 2.3 突变体的验证 47-48 2.4 互补菌株的构建及验证 48-49 2.5 hpaA、hrcT、hrcC、hrpG基因突变对果斑菌的影响 49-54 3 讨论 54-56参考文献 56-68攻读硕士学位期间发表的研究论文 68-70致谢 70

瓜类细菌性果斑病菌hrp基因簇部分基因的克隆及功能研究

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