水稻白葉枯病是一種由水稻白葉枯病病原菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xo,o)感染所引起的細(xì)菌性病害。這種病害特點(diǎn)是有害性強(qiáng)、爆發(fā)后對產(chǎn)量影響巨大的。水稻白葉枯病在濕潤的熱帶和溫帶地區(qū)流行,可以使水稻產(chǎn)量減少50%。錳離子在細(xì)菌生長發(fā)育和致病性方面具有重要的作用。Mn2+失衡會(huì)紊亂細(xì)胞的新陳代謝功能,并且過多的Mn2+積累也會(huì)對細(xì)胞產(chǎn)生毒性。最近,研究發(fā)現(xiàn)yybP-ykoY核開關(guān)能感知錳(Mn2+)并參與多種基因的表達(dá)與調(diào)控。YebN參與Mn2+的細(xì)胞外排過程,并在維持細(xì)胞內(nèi)Mn2+平衡中發(fā)揮重要作用。YebN的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子MntR的調(diào)控,同時(shí)在yebN轉(zhuǎn)錄中會(huì)形成一個(gè)前導(dǎo)RNA。這段前導(dǎo)RNA鑒定為屬于yybP-ykoY家族的核開關(guān),并在大腸桿菌等細(xì)菌中參與Mn2+響應(yīng)反應(yīng)。核開關(guān)是順式作用的調(diào)節(jié)性RNA,廣泛存在于原核生物中。然而,yebN前導(dǎo)RNA在.Xoo中的功能與對致病性的影響都不十分清楚。本研究旨在探究yebN前導(dǎo)RNA的結(jié)構(gòu)和功能。主要內(nèi)容如下:利用PXO99、△MSA(前導(dǎo)RNA適配體序列敲除突變體)、△yebN和RSM3(前導(dǎo)RNA保守位點(diǎn)的點(diǎn)突變)對Mn2+敏感性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在Xoo中yebN前導(dǎo)RNA序列對細(xì)菌保持Mn2+的胞內(nèi)平衡具有一定重要性。同時(shí)試驗(yàn)還說明,在大腸桿菌中利用yebN序列可以互補(bǔ)mntP(Xoo yebN的同系物)的功能缺失,但 M3(49ACAUACU55 deletion,圖 7)和 M6(98GAGACCA104 deletion,圖7)的點(diǎn)突變yebN序列不能互補(bǔ)。在Xoo中與大腸桿菌中結(jié)果一致,說明yebN前導(dǎo)RNA可能具有重要的調(diào)控作用。采用轉(zhuǎn)錄融合(P10)和翻譯融合(P15)報(bào)告基因的研究方法,報(bào)告基因(lacZ)轉(zhuǎn)錄由Plac1-6啟動(dòng)子和yebN的前導(dǎo)RNA控制,在大腸桿菌中分析LacZ表達(dá)水平。P10和P15在高M(jìn)n2+條件下,LacZ活性分別增加5.1和11倍。數(shù)據(jù)分析表明,yebN前導(dǎo)RNA在轉(zhuǎn)錄和翻譯中都能通過Mn2+調(diào)節(jié)yebN表達(dá)。通過葉片剪切接種分析不同Xoo(△yebN,△MSA,RSM3)對水稻的毒力影響。與PXO99和AMSA相比,RSM3顯示出毒力降低,表明yebN前導(dǎo)RNA是Xoo發(fā)揮致病力所必需的元件。PXO99和△mntH菌株接種IRBB24水稻,測定侵染期間yebN前導(dǎo)RNA和編碼RNA的表達(dá)水平。感染后,前導(dǎo)RNA和編碼RNA表達(dá)水平均快速升高,編碼RNA快速增加,表明前導(dǎo)RNA可能對感染引起的信號(hào)迅速作出反應(yīng)。然而,在AmntH侵染過程中,yebN前導(dǎo)RNA和編碼RNA表達(dá)水平并沒有顯著變化。同時(shí),X005接種高、低Mn2+培養(yǎng)的水稻時(shí),yebN前導(dǎo)RNA表達(dá)量沒有明顯變化,但高M(jìn)n2+培養(yǎng)植株中,編碼RNA表達(dá)量顯著增加,而X006中yebN編碼RNA并沒有顯著變化。綜合以上結(jié)果,yebV前導(dǎo)RNA在Xoo與水稻互作中扮演著Mn2+感受器的角色。我們的數(shù)據(jù)還表明,Mn2+不僅作為植物生長的微量元素,還可以作為防御病原體生長的防御分子,Mn2+在病原體-植物相互作用中起重要作用,并且yebN前導(dǎo)RNA可能是抗Xoo藥物開發(fā)的目標(biāo)候選物。
【學(xué)位單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S435.111.47
【部分圖文】：

圖１革蘭氏陰性菌脂多糖（Ｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃ丨ｉａｒｉｄｅ，?ＬＰＳ）分子結(jié)構(gòu)示意圖??（ＡｒａｂｓＬＡＢ．ｃｏｍ）??ｉｇ．?１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ?ｆｒｏｍ?Ｇｒａｍ－ｎｅｇａｔｉｖｅ?Ｂａｃｔｅｒｉａ??（ＡｒａｂｓＬＡＢ．ｃｏｍ）??ＬＰＳ?被認(rèn)為是植物的主要?ＰＡＭＰ?（ｐａｔｈｏｇｅｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｐａｔｔｅｒｎｓ

圖２?ｃｏ／／?ＩＶＩｎｔＲ的晶體結(jié)構(gòu)及分子模型（Ｔａｎａｋａ?ｅｔ?ａｌ．，２００９）。??Ｆｉｇ．?２?Ｃｒｙｓｔａｌ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?￡＊．?ｃｏｌｉ?ＭｎｔＲ?（Ｔａｎａｋａ?ｅｔ?ａｌ．，?２００９）．??Ａ．?ＭｎｔＲ的分子結(jié)構(gòu)：Ｂ．?ＤＮＡ與ＭｎｔＲ的結(jié)合模型。紅色和綠色部分代表ＭｎｔＲ，螺旋狀部分為ＤＮＡ：?Ｃ．離子結(jié)合后的結(jié)構(gòu)改變。綠色部分代表ＭｎｔＲ蛋白，紅色和藍(lán)色部分代表ＢｓＭｎｔＲ。??１０??

?水稻黃單胞菌中＞；４＃前導(dǎo)ＲＮＡ的功能研宄???３．實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析??３．１?＿ｙｅ６７Ｖ前導(dǎo)ＲＮＡ對細(xì)菌內(nèi)Ｍｎ２＋胞內(nèi)平衡的重要性??研究發(fā)現(xiàn)ｙＷＶ的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子ＭｎｔＲ的調(diào)控，同時(shí)ＭｎｔＲ的調(diào)控也與Ｍｎ２＋??直接相關(guān)；在信使ＲＮＡ的５ＵＴＲ?（ｕｎｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ?ｒｅｇｉｏｎ，非翻譯區(qū)）可能也調(diào)??控的表達(dá)，通過預(yù)測得知該區(qū)域?yàn)樾蛄校ǎ蹋?ｅｔ?ａｌ．，?２０１１；?Ｗａｔｅｒｓ?ｅｔ??ａｌ．，?２０１１）。在枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和乳酸菌中被鑒定為Ｍｎ２＋核??開關(guān)，然而在植物病原體中其功能并未被深入研宄（Ｄａｍｂａｃｈ?ｅｔ?ａｌ．，２０１５；?Ｐｒｉｃｅ?ｅｔ?ａｌ．，??２０１５）。??＋?ＭｇＣＬ?＋?ＭｎＣＩ．??ＤＱＡ?????——?■■?■■■＿■－—???
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本文編號(hào)：2872738