西瓜噬酸菌ftsH、hflK、hflC基因功能分析
发布时间：2020-08-19 13:02
【摘要】：西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)引发的瓜类细菌性果斑病(bacterial fruit blotch,BFB)是检疫性种传细菌病害,能严重为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物,造成严重的经济损失。AAA家族蛋白酶(ATPase associated with diverse cellular activities)在西瓜噬酸菌的多种生命过程中发挥重要作用。AAA家族中的FtsH蛋白(filamentation temperature-sensitive H)是由ftsH基因编码的参与生长、环境胁迫应激反应、蛋白质量平衡控制等过程的重要蛋白,在细胞中可与HflK/C聚合成复合酶体共同行使功能。本实验对西瓜噬酸菌基因ftsH、hflK、hflC进行了生物信息学分析,并构建了基因ftsH、hflK、hflC的缺失突变菌株和互补菌株,研究了基因ftsH、hflK、hflC的缺失对西瓜噬酸菌致病力等表型和环境耐受性的影响,测定了西瓜噬酸菌致病相关基因、AAA家族基因、热激转录因子σ~(32)等基因在ΔftsH、ΔhflK、ΔhflC菌株中的表达量,初步探索了基因ftsH、hflK、hflC在西瓜噬酸菌中的功能。实验获得的主要结果如下:1.经生物信息学分析,ftsH编码FtsH蛋白,hflK编码HflK蛋白,hflC编码HflC蛋白。在细菌细胞中,FtsH、HflK和HflC均为跨膜蛋白,三者存在功能上的密切联系。2.基因ftsH、hflK、hflC的缺失均能导致西瓜噬酸菌菌株致病力、运动能力、生物膜形成能力和生长能力的显著降低。ftsH、hflK、hflC的缺失不影响菌株诱导非寄主烟草过敏性反应的能力。3.基因ftsH、hflK、hflC的缺失均显著减弱西瓜噬酸菌菌株在高温、高盐和抗生素胁迫条件下的耐受性,表现为生长能力的显著减弱。其中,基因ftsH的缺失对菌株耐受能力的影响最大。4.基因ftsH、hflK、hflC的缺失均能导致西瓜噬酸菌菌株中致病相关基因、AAA家族基因、热激转录因子σ~(32)以及基因ftsH、hflK、hflC的表达量发生显著变化,说明基因ftsH、hflK、hflC在西瓜噬酸菌中的功能与致病性和热激反应相关,与其他AAA ATPase基因存在功能上的密切联系,基因ftsH、hflK、hflC间也存在功能上的密切联系。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S432.42
【图文】：
第一章 引 言1.1 瓜类细菌性果斑病简介瓜类细菌性果斑病（bacterial fruit blotch，BFB）是世界性的检疫性种传细菌病害，能严重为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物[1]。自瓜类细菌性果斑病于1965年首次在美国见诸报道以来，陆续在世界各国各地区的西瓜、甜瓜主产区为害，造成了巨大的经济损失[2]。西瓜细菌性果斑病在我国的首次报道是20世纪90年代，随后在新疆、海南、内蒙古、北京等地相继发生并呈上升趋势，造成大田西瓜和甜瓜的大量减产甚至绝收，给西、甜瓜的生产和育种带来巨大损失[2]。1.1.1 西瓜噬酸菌的生物学特性和为害症状瓜类细菌性果斑病的病原菌为西瓜噬酸菌（Acidovorax citrulli）[3]，为革兰氏阴性菌，菌体短杆状，不产生荧光，严格好氧，单根极生鞭毛，菌落乳白色，全缘光滑，能在41℃下生长，但不能在4℃下生长[4][1]。
图 1.2 西瓜噬酸菌在西瓜和甜瓜上的为害症状[1-4]Fig.1.2 Symptoms on watermelon and melon[1-4]类细菌性果斑病的防治类细菌性果斑病的频发和为害严重影响了我国西、甜瓜产业的发制种基地的多家大型跨国种业公司陆续撤出中国，直接影响新疆地的持续发展；又由于其侵染幼苗，可导致育苗阶段嫁接苗的大国每年因此造成的直接经济损失就超过8000万元。此外，果斑病为害造成的损失也不容小觑，如2000年7月，内蒙古巴彦淖尔0～11333 hm2）暴发哈密瓜果斑病，病株率高达90%，部分地块0%，造成的经济损失十分惨重[5-6]。年来，国内外在瓜类果斑病菌的致病机制、种子带菌检测方法及面研究取得了很大进展[2-6]，但由于具体致病机理尚未完全明确防治主要依靠传统的化学防治手段，缺乏针对性的防治措施。因
生物合成的关键酶——LpxC（通过降解LpxC来对膜外和膜的磷脂（PL）和脂多糖（LPS）的比例进行调节）[40]、可替代的热休克σ因子——RpoH，以及YfgM，一种膜蛋白，与周质伴侣蛋白和细胞质压力调节有关[38-40]。在这些降解底物中，有的需要FtsH与HflK/C二聚体形成FtsH/HflKC复合体共同降解[18]，也有像RpoH这样只受FtsH降解调控的底物[19]。但大多数底物的识别和降解机制还尚未明确[16]。FtsH降解的底物的种类可能说明了它参与调控的生命过程，如膜锚定蛋白（SecY，YccA，Foa和PspC）和胞质蛋白（SsrA-tagged蛋白）的质量控制，噬菌体的溶解/溶源性决定以及各种逆境胁迫反应等[32-39]。
本文编号：2797121
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S432.42
【图文】：
第一章 引 言1.1 瓜类细菌性果斑病简介瓜类细菌性果斑病（bacterial fruit blotch，BFB）是世界性的检疫性种传细菌病害，能严重为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物[1]。自瓜类细菌性果斑病于1965年首次在美国见诸报道以来，陆续在世界各国各地区的西瓜、甜瓜主产区为害，造成了巨大的经济损失[2]。西瓜细菌性果斑病在我国的首次报道是20世纪90年代，随后在新疆、海南、内蒙古、北京等地相继发生并呈上升趋势，造成大田西瓜和甜瓜的大量减产甚至绝收，给西、甜瓜的生产和育种带来巨大损失[2]。1.1.1 西瓜噬酸菌的生物学特性和为害症状瓜类细菌性果斑病的病原菌为西瓜噬酸菌（Acidovorax citrulli）[3]，为革兰氏阴性菌，菌体短杆状，不产生荧光，严格好氧，单根极生鞭毛，菌落乳白色，全缘光滑，能在41℃下生长，但不能在4℃下生长[4][1]。
图 1.2 西瓜噬酸菌在西瓜和甜瓜上的为害症状[1-4]Fig.1.2 Symptoms on watermelon and melon[1-4]类细菌性果斑病的防治类细菌性果斑病的频发和为害严重影响了我国西、甜瓜产业的发制种基地的多家大型跨国种业公司陆续撤出中国，直接影响新疆地的持续发展；又由于其侵染幼苗，可导致育苗阶段嫁接苗的大国每年因此造成的直接经济损失就超过8000万元。此外，果斑病为害造成的损失也不容小觑，如2000年7月，内蒙古巴彦淖尔0～11333 hm2）暴发哈密瓜果斑病，病株率高达90%，部分地块0%，造成的经济损失十分惨重[5-6]。年来，国内外在瓜类果斑病菌的致病机制、种子带菌检测方法及面研究取得了很大进展[2-6]，但由于具体致病机理尚未完全明确防治主要依靠传统的化学防治手段，缺乏针对性的防治措施。因
生物合成的关键酶——LpxC（通过降解LpxC来对膜外和膜的磷脂（PL）和脂多糖（LPS）的比例进行调节）[40]、可替代的热休克σ因子——RpoH，以及YfgM，一种膜蛋白，与周质伴侣蛋白和细胞质压力调节有关[38-40]。在这些降解底物中，有的需要FtsH与HflK/C二聚体形成FtsH/HflKC复合体共同降解[18]，也有像RpoH这样只受FtsH降解调控的底物[19]。但大多数底物的识别和降解机制还尚未明确[16]。FtsH降解的底物的种类可能说明了它参与调控的生命过程，如膜锚定蛋白（SecY，YccA，Foa和PspC）和胞质蛋白（SsrA-tagged蛋白）的质量控制，噬菌体的溶解/溶源性决定以及各种逆境胁迫反应等[32-39]。
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 孙爱清;刘箭;张杰道;;植物中的金属蛋白酶FTSH[J];植物生理学通讯;2006年01期
2 赵廷昌,孙福在,王兵万;西瓜细菌性果斑病研究进展[J];植保技术与推广;2001年03期
本文编号：2797121
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2797121.html
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