西瓜噬酸菌bamC、bamE和hrcS基因功能分析
发布时间：2021-01-25 11:39
瓜类细菌性果斑病（bacterial fruit blotch,BFB）是一种给葫芦科作物造成全球范围种植产业严重经济损失的重要种传病害,其病原菌为西瓜噬酸菌（Acidovorax citrulli）。该病害由于缺乏抗性品种,防治手段仍旧是较为传统的植保措施,为了更好的开发非抗生素类的靶向药剂,研究西瓜噬酸菌致病机理势在必行。Ⅲ型分泌系统（type secretion systemⅢ,T3SS）参与西瓜噬酸菌致病性的调控,基因hrcS是T3SS中hrp-hrc-hpa基因簇中的重要组成,与T3SS中重要的调控基因相调控。bam基因簇编码的Bam复合体（β-barrel assembly machinery）为西瓜噬酸菌的脂多糖运输系统中的重要组成,它的缺失直接影响病原菌细胞外膜的合成。本试验以西瓜噬酸菌Ⅱ型菌株Aac-5为研究对象,探究基因hrcS、bamC、bamE在西瓜噬酸菌中的生物学功能,分析基因的功能:（1）西瓜噬酸菌中基因hrcS、bamC、bamE的相关生物学信息基因hrcS在T3SS注射装置中进行信息处理及信号传导,产物蛋白具有两个跨膜结构域;bamC为Bam复合体的外膜...
【文章来源】：吉林农业大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
瓜类细菌性果斑病侵染循环示意图[20]
ipopolysaccharide，LPS）在野油菜黄单胞菌中也是致病因子[77]，这些致病相关系统在西瓜噬酸菌中尚未得到充分研究。1.3Ⅲ型分泌系统Ⅲ型分泌系统对西瓜噬酸菌的致病性有着重要的影响，病原菌与寄主接触时T3SS临时启动，T3SS缺失或不能正常表达时西瓜噬酸菌不具有致病性。T3SS由20多个亚单元组成，是西瓜噬酸菌中最复杂的分泌系统。T3SS是一个“注射针”状结构，可以帮助细菌定植在宿主细胞胞膜上并运送毒性蛋白直接进入宿主细胞，导致致病菌对宿主进行黏附并侵入，实现对寄主的侵染致病[45]。其结构模拟如图1.2所示。图1.2T3SS结构示意图Fig.1.2SketchmapofT3SSapparatusT3SS的运作的过程为尖端接触寄主时将运输信号至内部分泌装置激活，激活后基座进行装配，然后杆部和针状结构组装，最后完成效应蛋白的分泌及运输。T3SS组分蛋白质有四类：(1)转位效应子蛋白（translocatedeffectorproteins）；(2)装置蛋白（apparatusproteins）；(3)分子伴侣蛋白（chaperonesproteins）；(4)调节蛋白（regulationprotein）[46]。在革兰氏阴性菌中，不同菌株T3SS装置略有不同[47]：如鼠伤寒沙门氏菌（Salmonellatyphimurium）、志贺氏菌（Shigella）中具有两套T3SS[48,49]，但基本结构大致相似，具有基座、针状结构和外置组分[50]。在革兰氏阴性菌中，针对T3SS致病机理筛选药用抑制剂已经在合成类化合物和天然产物方面得到了较好的开发[51]。合成类化合物有亚水杨基酰腈类（alicylideneacylhydrazides）[52]、对羟基肉桂酸[53]等，其中亚水杨基酰肼类衍生物INP0007影响Yop
吉林农业大学硕士学位论文第一章引言5毒性蛋白的转运，从而影响耶尔森菌（Yersinia）对HeLa细胞的侵染，并且不会影响宿主细胞的生长[54]，十分适合做抑制剂；天然产物有nocazineD可以有效抑制毒性蛋白Sip分泌，且该抑制剂具有专一性，在抑制毒性蛋白分泌时不干扰鞭毛蛋白的分泌[55]。西瓜噬酸菌中已有的针对T3SS抑制剂为丙二腈肟醚类化合物[54]。但目前对于西瓜噬酸菌中T3SS的各基因功能尚未研究透彻，基因间的调控关系尚未得到清晰的研究，相应的抑制剂也尚未得到充分开发，因此对西瓜噬酸菌T3SS的研究仍是十分必要的。1.3.1hrc基因簇hrc基因（hypersensitiveresponse&pathogenicityconserved）为hrp基因（hypersensitiveresponse&pathogenicity）簇中高度保守的一类，且hrc基因编码的Hrc蛋白与耶尔森菌的毒性蛋白Yop（Yersiniaouterprotein）具有同源性，在大多数革兰氏阴性菌中都具有Hrc的同源蛋白，一般为9个[106]，共同编码T3SS核心组成部分[56]。每个hrc基因编码的蛋白功能各不相同，有具有ATP结合基序的ATP酶[57]、横跨内外膜的脂蛋白[58]、构成分泌通道的蛋白[59]等。hrp基因编码组装Ⅲ型分泌系统，多数成簇存在并且彼此之间有调节关系，也有一些分散在染色体上[60]，如野油菜黄单胞菌中的hrpG、hrpX。hrp基因簇根据基因结构、序列分析和调控的不同，在植物病原菌中可以分为两类：第一类包括丁香假单胞菌（Pseudomonas.syringae）和欧文氏菌属（Erwiniaspp.），第二类包括黄单胞菌属（Xanthomonasspp.）和青枯雷尔氏菌（Ralstoniasolanacearum）。西瓜噬酸菌中的hrp基因簇属于第二类[61]（图1.3）。图1.3hrp基因簇Ⅰ型与Ⅱ型结构对比Fig.1.3ContradistinctionoftypeⅠwithⅡhrpgeneclusterstructure
【参考文献】：
期刊论文
[1]杀菌剂1号防控西瓜和甜瓜果斑病试验[J]. 王朋成,张建,田红梅,王家嘉,陶珍,顾江涛,汪涛,王明霞. 现代农业科技. 2020(04)
[2]浙江省甘薯上发现瓜类细菌性果斑病菌[J]. 洪纤纤,吴秀芹,罗金燕,王艳丽,孙国仓,安千里,邱文,李斌. 浙江农业学报. 2019(07)
[3]辽宁西瓜和甜瓜细菌性果斑病的病原鉴定[J]. 于海博,毕馨月,夏博,安梦楠,夏子豪,吴元华. 沈阳农业大学学报. 2019(03)
[4]哈密瓜种质资源苗期细菌性果斑病抗性鉴定[J]. 韩宏伟,刘会芳,韩盛,庄红梅,佘建华,王强,王浩. 新疆农业科学. 2018(10)
[5]瓜类细菌性果斑病研究新进展[J]. 蔡馥宇,关巍,乔培,闫建培,杨玉文,赵廷昌. 中国瓜菜. 2017(11)
[6]西瓜噬酸菌Aac-5AAA ATPases基因moxR和ruvB功能研究[J]. 李晶,杨玉文,赵廷昌. 植物病理学报. 2016(06)
[7]部分革兰氏阴性菌脂多糖运输蛋白LptD的结构及功能研究进展[J]. 莫婷,刘马峰,程安春. 微生物学通报. 2017(01)
[8]瓜类细菌性果斑病菌hrcN基因的生物学功能分析[J]. 严婉荣,王铁霖,杨玉文,戴良英,赵廷昌. 植物病理学报. 2015(01)
[9]革兰氏阴性细菌β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究进展[J]. 代先祝,邵娜娜,罗峰. 微生物学报. 2014(11)
[10]甜瓜细菌性果斑病菌致病性突变体筛选与hrcR基因的克隆[J]. 任争光,侯磊,宋治国,张力群. 植物病理学报. 2009(05)
博士论文
[1]西瓜噬酸菌越冬能力及两菌群在同一寄主定殖动态差异研究[D]. 孙柏欣.沈阳农业大学 2016
[2]西瓜食酸菌（Acidovorax citrulli）Ⅲ型分泌系统抑制剂的高通量筛选[D]. 陈亮.中国农业大学 2016
[3]水稻条斑病菌hrp基因簇功能分析及hcm1转基因水稻的研究[D]. 李玉蓉.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]西瓜噬酸菌铁吸收调控因子furA和furB的基因功能分析[D]. 吴林娜.中国农业科学院 2019
[2]嗜水气单胞菌bamA-C基因缺失及BamA蛋白琥珀酰化修饰对重要生理功能的影响[D]. 黄放.福建农林大学 2018
[3]甜瓜细菌性果斑病生防菌的筛选及其抑菌机理的初步研究[D]. 吴丽媛.内蒙古农业大学 2013
[4]西瓜噬酸菌致病相关基因pyrG与hpaP的功能分析[D]. 高杜娟.南京农业大学 2011
[5]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[D]. 汪新.南京农业大学 2010
[6]野油菜黄单胞菌hrp基因簇的功能鉴定和表达调控分析[D]. 姜伯乐.广西大学 2004
本文编号：2999155
【文章来源】：吉林农业大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
瓜类细菌性果斑病侵染循环示意图[20]
ipopolysaccharide，LPS）在野油菜黄单胞菌中也是致病因子[77]，这些致病相关系统在西瓜噬酸菌中尚未得到充分研究。1.3Ⅲ型分泌系统Ⅲ型分泌系统对西瓜噬酸菌的致病性有着重要的影响，病原菌与寄主接触时T3SS临时启动，T3SS缺失或不能正常表达时西瓜噬酸菌不具有致病性。T3SS由20多个亚单元组成，是西瓜噬酸菌中最复杂的分泌系统。T3SS是一个“注射针”状结构，可以帮助细菌定植在宿主细胞胞膜上并运送毒性蛋白直接进入宿主细胞，导致致病菌对宿主进行黏附并侵入，实现对寄主的侵染致病[45]。其结构模拟如图1.2所示。图1.2T3SS结构示意图Fig.1.2SketchmapofT3SSapparatusT3SS的运作的过程为尖端接触寄主时将运输信号至内部分泌装置激活，激活后基座进行装配，然后杆部和针状结构组装，最后完成效应蛋白的分泌及运输。T3SS组分蛋白质有四类：(1)转位效应子蛋白（translocatedeffectorproteins）；(2)装置蛋白（apparatusproteins）；(3)分子伴侣蛋白（chaperonesproteins）；(4)调节蛋白（regulationprotein）[46]。在革兰氏阴性菌中，不同菌株T3SS装置略有不同[47]：如鼠伤寒沙门氏菌（Salmonellatyphimurium）、志贺氏菌（Shigella）中具有两套T3SS[48,49]，但基本结构大致相似，具有基座、针状结构和外置组分[50]。在革兰氏阴性菌中，针对T3SS致病机理筛选药用抑制剂已经在合成类化合物和天然产物方面得到了较好的开发[51]。合成类化合物有亚水杨基酰腈类（alicylideneacylhydrazides）[52]、对羟基肉桂酸[53]等，其中亚水杨基酰肼类衍生物INP0007影响Yop
吉林农业大学硕士学位论文第一章引言5毒性蛋白的转运，从而影响耶尔森菌（Yersinia）对HeLa细胞的侵染，并且不会影响宿主细胞的生长[54]，十分适合做抑制剂；天然产物有nocazineD可以有效抑制毒性蛋白Sip分泌，且该抑制剂具有专一性，在抑制毒性蛋白分泌时不干扰鞭毛蛋白的分泌[55]。西瓜噬酸菌中已有的针对T3SS抑制剂为丙二腈肟醚类化合物[54]。但目前对于西瓜噬酸菌中T3SS的各基因功能尚未研究透彻，基因间的调控关系尚未得到清晰的研究，相应的抑制剂也尚未得到充分开发，因此对西瓜噬酸菌T3SS的研究仍是十分必要的。1.3.1hrc基因簇hrc基因（hypersensitiveresponse&pathogenicityconserved）为hrp基因（hypersensitiveresponse&pathogenicity）簇中高度保守的一类，且hrc基因编码的Hrc蛋白与耶尔森菌的毒性蛋白Yop（Yersiniaouterprotein）具有同源性，在大多数革兰氏阴性菌中都具有Hrc的同源蛋白，一般为9个[106]，共同编码T3SS核心组成部分[56]。每个hrc基因编码的蛋白功能各不相同，有具有ATP结合基序的ATP酶[57]、横跨内外膜的脂蛋白[58]、构成分泌通道的蛋白[59]等。hrp基因编码组装Ⅲ型分泌系统，多数成簇存在并且彼此之间有调节关系，也有一些分散在染色体上[60]，如野油菜黄单胞菌中的hrpG、hrpX。hrp基因簇根据基因结构、序列分析和调控的不同，在植物病原菌中可以分为两类：第一类包括丁香假单胞菌（Pseudomonas.syringae）和欧文氏菌属（Erwiniaspp.），第二类包括黄单胞菌属（Xanthomonasspp.）和青枯雷尔氏菌（Ralstoniasolanacearum）。西瓜噬酸菌中的hrp基因簇属于第二类[61]（图1.3）。图1.3hrp基因簇Ⅰ型与Ⅱ型结构对比Fig.1.3ContradistinctionoftypeⅠwithⅡhrpgeneclusterstructure
【参考文献】：
期刊论文
[1]杀菌剂1号防控西瓜和甜瓜果斑病试验[J]. 王朋成,张建,田红梅,王家嘉,陶珍,顾江涛,汪涛,王明霞. 现代农业科技. 2020(04)
[2]浙江省甘薯上发现瓜类细菌性果斑病菌[J]. 洪纤纤,吴秀芹,罗金燕,王艳丽,孙国仓,安千里,邱文,李斌. 浙江农业学报. 2019(07)
[3]辽宁西瓜和甜瓜细菌性果斑病的病原鉴定[J]. 于海博,毕馨月,夏博,安梦楠,夏子豪,吴元华. 沈阳农业大学学报. 2019(03)
[4]哈密瓜种质资源苗期细菌性果斑病抗性鉴定[J]. 韩宏伟,刘会芳,韩盛,庄红梅,佘建华,王强,王浩. 新疆农业科学. 2018(10)
[5]瓜类细菌性果斑病研究新进展[J]. 蔡馥宇,关巍,乔培,闫建培,杨玉文,赵廷昌. 中国瓜菜. 2017(11)
[6]西瓜噬酸菌Aac-5AAA ATPases基因moxR和ruvB功能研究[J]. 李晶,杨玉文,赵廷昌. 植物病理学报. 2016(06)
[7]部分革兰氏阴性菌脂多糖运输蛋白LptD的结构及功能研究进展[J]. 莫婷,刘马峰,程安春. 微生物学通报. 2017(01)
[8]瓜类细菌性果斑病菌hrcN基因的生物学功能分析[J]. 严婉荣,王铁霖,杨玉文,戴良英,赵廷昌. 植物病理学报. 2015(01)
[9]革兰氏阴性细菌β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究进展[J]. 代先祝,邵娜娜,罗峰. 微生物学报. 2014(11)
[10]甜瓜细菌性果斑病菌致病性突变体筛选与hrcR基因的克隆[J]. 任争光,侯磊,宋治国,张力群. 植物病理学报. 2009(05)
博士论文
[1]西瓜噬酸菌越冬能力及两菌群在同一寄主定殖动态差异研究[D]. 孙柏欣.沈阳农业大学 2016
[2]西瓜食酸菌（Acidovorax citrulli）Ⅲ型分泌系统抑制剂的高通量筛选[D]. 陈亮.中国农业大学 2016
[3]水稻条斑病菌hrp基因簇功能分析及hcm1转基因水稻的研究[D]. 李玉蓉.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]西瓜噬酸菌铁吸收调控因子furA和furB的基因功能分析[D]. 吴林娜.中国农业科学院 2019
[2]嗜水气单胞菌bamA-C基因缺失及BamA蛋白琥珀酰化修饰对重要生理功能的影响[D]. 黄放.福建农林大学 2018
[3]甜瓜细菌性果斑病生防菌的筛选及其抑菌机理的初步研究[D]. 吴丽媛.内蒙古农业大学 2013
[4]西瓜噬酸菌致病相关基因pyrG与hpaP的功能分析[D]. 高杜娟.南京农业大学 2011
[5]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[D]. 汪新.南京农业大学 2010
[6]野油菜黄单胞菌hrp基因簇的功能鉴定和表达调控分析[D]. 姜伯乐.广西大学 2004
本文编号：2999155
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2999155.html
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