【摘要】：MarR(Multiple antibiotic resistance regulator)家族轉(zhuǎn)錄因子(Transcription Factors,TFs)廣泛存在于細菌及古生菌中,并參與細菌多種重要的生理生化反應(yīng),包括抗生素脅迫耐受性、氧化應(yīng)激反應(yīng)、毒力因子的產(chǎn)生、以及芳香族化合物的分解代謝等。黃單胞桿菌屬細菌能引起多種林木病害,對我國林業(yè)生產(chǎn)造成很大危害。但以往對引起林木病害的黃單胞菌的基礎(chǔ)研究較少,本研究以油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris)為材料,對該菌MarR家族轉(zhuǎn)錄因子進行功能分析,進而為黃單胞菌引起的林木病害的相關(guān)研究提供基礎(chǔ)與思路。主要結(jié)果如下:1.油菜黃單胞菌MarR家族轉(zhuǎn)錄因子XC0449插入失活突變體會導(dǎo)致其在基本培養(yǎng)基MMX上生長受到抑制。2.轉(zhuǎn)錄因子XC0449內(nèi)刪除突變體(Δ0449)影響細菌在MMX培養(yǎng)基上的生長并且會使細菌對寄主的毒力顯著減弱。3.染色體免疫共沉淀(ChIP-seq)實驗發(fā)現(xiàn)XC0449調(diào)控下游基因XC0356,即纈氨酸合成途徑中的關(guān)鍵酶二羥酸脫水酶(Dihydroxy-acid dehydratase,DHAD)基因。XC0449能結(jié)合XC0356啟動子區(qū)并正調(diào)控XC0356的表達,且XC0356內(nèi)刪除突變體的毒力完全缺失。4.菌株生長實驗顯示體外添加纈氨酸(100 mM)可以恢復(fù)Δ0449在基本培養(yǎng)基上生長的表型。進一步研究發(fā)現(xiàn),XC0449可以結(jié)合纈氨酸,并作為傳感器(Sensor)響應(yīng)不同濃度的纈氨酸。5.分子建模預(yù)測并認為Asn31和Asp76可能是XC0449與纈氨酸結(jié)合的關(guān)鍵位點。6.已有研究表明,MarR家族轉(zhuǎn)錄因子HpaR(XC2827)的失活會顯著降低細菌對于寄主甘藍的致病力,并導(dǎo)致胞外蛋白酶的過量表達。本課題進一步表達并純化HpaR(XC2827),XC0449和其他MarR家族轉(zhuǎn)錄因子蛋白,證明HpaR和XC0449可以在體外特異性結(jié)合,且XC0449和HpaR均作為轉(zhuǎn)錄激活子協(xié)同調(diào)控下游致病相關(guān)基因XC0705的表達,最終調(diào)控細菌毒力及胞外酶合成。
【圖文】：

油菜黃單胞菌轉(zhuǎn)錄因子ＸＣ０４４９功能分析及其與ＨｐａＲ共同調(diào)控致病力與ＲＮＡ聚合酶0亞基的４區(qū)域相互作用（ＤｏｖｅＳ邋Ｌｅｔ邋ａｌ．，２００３），從而招募ＲＮ酶到啟動子區(qū)，但會影響其他過程（如圖１－２－１邋ｂ），并且激活子起作用的位置固定的。ＩＩＩ類激活方式為激活子結(jié)合在啟動子元件或者其臨近部位，并且改構(gòu)象，在空間上改變－１０區(qū)和－３５區(qū)元件的位置，使得ＲＮＡ聚合酶全酶可以啟動子區(qū)域激活轉(zhuǎn)錄（如圖１－２－１邋ｃ）邋（Ｂｒｏｗｎｉｎｇ邋Ｄ邋Ｆ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００４）。逡逑

ａｒＲ家族轉(zhuǎn)錄因子概述逡逑界或者內(nèi)源性刺激產(chǎn)生時，細菌內(nèi)相關(guān)的多種機制會影響不同基因的表達逡逑ｎ邋Ｅ邋Ａ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００６）0ＭａｒＲ邋（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ邋ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ邋ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ邋ｒｅｇｕｌａｔｏｒ邋家族轉(zhuǎn)錄因子逡逑調(diào)控應(yīng)對多種抗生素脅迫，包括四環(huán)素，氯霉素，卩－內(nèi)酰胺，嘌呤霉素，萘逡逑霉素，氟喹諾酮和有機溶劑（ＧｅｏｒｇｅＡＭｅｔａＬ，邋１９８３），存在于多種細菌和古逡逑中。它們還參與調(diào)控各種生理活動，，比如應(yīng)激反應(yīng)、毒力、芳香族化合物的逡逑有害化合物的降解等。逡逑Ｒ家族在細菌和古生菌分化之前就己經(jīng)產(chǎn)生，并且該蛋白在很多物種中都具逡逑，最開始是作為大腸桿菌ｍａｒＲＡＢ基因座中的一個組成部分，來負調(diào)啟動逡逑（Ａｌｅｋｓｈｕｎ邋Ｍ邋Ｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００１）。根據(jù)Ｐｆａｍ數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計，結(jié)合已有的遺傳及逡逑，目前在４４邋０００種細菌和古生菌中分布著至少３３５邋０００個ＭａｒＲ家族轉(zhuǎn)錄因逡逑ｙ邋Ｐ邋Ｊｅｔ邋ａｌ．，邋２０１６）。但是分布不均勻，具有較小的基因組大小的專性寄生物種逡逑的轉(zhuǎn)錄因子（包括ＭａｒＲ），而以大基因組為特征的物種和具有復(fù)雜的生活逡逑種就會編碼許多的轉(zhuǎn)錄因子（Ｐｅｒｅｚ－Ｒｕｅｄａ邋Ｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００４），所以ＭａｒＲ蛋白有逡逑以作為變化環(huán)境的傳感器發(fā)揮生理作用。逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S763.13

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本文編號：2710130