本文關(guān)鍵詞：植物保護研究所,研究生院，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Lux R家族的蛋白是一類在細(xì)菌中廣泛存在的調(diào)控因子,它能夠與目的基因的啟動子特異結(jié)合,調(diào)控相關(guān)基因的表達。瓜類細(xì)菌性果斑病的病原菌為西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli),為革蘭氏陰性菌(G-)。該病害能夠為害西瓜、甜瓜等葫蘆科作物,給我國的西甜瓜種植業(yè)造成了極大的經(jīng)濟損失。西瓜嗜酸菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的Aac R(Aave-3810)為編碼接受群體感應(yīng)信號分子的蛋白,屬于為Lux R家族。西瓜嗜酸菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)參與調(diào)控病菌的致病性、IV型菌毛、運動性、生長速度及生物膜形成能力。為深入探索Lux R家族在西瓜嗜酸菌Ac-5菌中的調(diào)控作用,本論文利用同源重組雙交換的原理,篩選了7個Lux R家族功能基因進行了缺失突變及互補菌株;通過致病力及相關(guān)生物學(xué)特性的比較分析,研究了其在西瓜嗜酸菌致病機制中的調(diào)控作用。1.Ac-5菌株Lux R家族功能蛋白生物信息學(xué)分析對西瓜嗜酸菌的全基因組分析結(jié)果表明,Lux R家族共包含了13個Lux R同源蛋白。其結(jié)構(gòu)域組成共分為4種類型。通過氨基酸序列同源性比對發(fā)現(xiàn),13個Lux R同源蛋白可以分成3組。2.Lux R家族部分功能基因缺失突變株及互補菌株的構(gòu)建利用三親交配的方法,篩選到Lux R家族7個功能基因的突變株及其相應(yīng)的互補菌株,并驗證其準(zhǔn)確性。3.Ac-5菌株Lux R家族部分基因缺失突變株及其互補菌株的致病力測定致病力測定結(jié)果表明,突變株Δlux R-1121,Δlux R-3591、Δlux R-3862、Δlux R-4229及Δlux R-4382致病力均顯著下降(P0.05)。西瓜嗜酸菌Ac-5菌株對西瓜幼苗的致病力明顯高于甜瓜幼苗。4.部分Lux R家族功能基因缺失突變株及互補菌株的生物學(xué)特性測定分別對植物西瓜嗜酸菌野生型Ac-5菌株、各基因缺失突變株及對應(yīng)的互補菌株進行了相關(guān)生物學(xué)特性測定結(jié)果表明,突變株運動能力顯著下降(P0.01),其中突變株Δlux R-1121、Δlux R-3862和Δlux R-4382的運動能力基本缺失;經(jīng)透射電子顯微鏡觀察,突變株Δlux R-4382不能形成鞭毛;q PCR實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),突變株中fli R,fli C基因的表達量都有不同程度的下降;蹭行運動測定結(jié)果顯示,突變株Δlux R-3591和野生型Ac-5菌株一樣,能夠在單菌落周圍形成水紋狀的蹭行運動軌跡,而其它突變株喪失蹭行運動的能力;生物膜形成能力的對比研究發(fā)現(xiàn),突變株Δlux R-3591與野生型Ac-5菌株均不能形成生物膜,其它突變株生物膜形成能力增強。
【關(guān)鍵詞】：西瓜嗜酸菌 LuxR家族 多樣性 功能
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S432
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 英文縮略表12-13
• 第一章 前言13-23
• 1.1 植物病原菌的致病機制13-16
• 1.1.1 瓜類細(xì)菌性果斑病13
• 1.1.2 西瓜嗜酸菌特性、為害癥狀和發(fā)病規(guī)律13-14
• 1.1.3 西瓜嗜酸菌的遺傳多樣性14-15
• 1.1.4 防治措施15-16
• 1.2 LuxR家族調(diào)控因子概述16-22
• 1.2.1 群體感應(yīng)系統(tǒng)(Quorum sensing)16-18
• 1.2.2 LuxR solo調(diào)節(jié)因子18-21
• 1.2.3 其他類型的LuxR調(diào)控因子21
• 1.2.4 西瓜嗜酸菌QS系統(tǒng)21-22
• 1.3 本研究的目的意義及技術(shù)路線22-23
• 1.3.1 本研究的目的意義22
• 1.3.2 技術(shù)路線22-23
• 第二章 LuxR家族蛋白生物信息學(xué)分析23-29
• 2.1 實驗材料23
• 2.2 實驗方法23-24
• 2.2.1 LuxR家族蛋白序列比對分析23
• 2.2.2 LuxR家族蛋白序列結(jié)構(gòu)域預(yù)測23-24
• 2.2.3 Ac-5 菌株LuxR-1577蛋白的三級結(jié)構(gòu)模擬24
• 2.3 結(jié)果與分析24-27
• 2.3.1 西瓜嗜酸菌Ac-5 菌株LuxR家族蛋白序列分析24-26
• 2.3.2 西瓜嗜酸菌Ac-5 菌株LuxR家族蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測26
• 2.3.3 Ac-5 菌株LuxR-1577蛋白的三級結(jié)構(gòu)模擬26-27
• 2.4 討論27-29
• 第三章 LuxR家族部分基因突變株及互補菌株的構(gòu)建29-45
• 3.1 實驗材料29-31
• 3.1.1 菌株及質(zhì)粒29-30
• 3.1.2 培養(yǎng)基及主要試劑30-31
• 3.2 實驗方法31-36
• 3.2.1 LuxR家族部分基因突變株的構(gòu)建及鑒定31-35
• 3.2.2 LuxR家族部分基因互補菌株的構(gòu)建及鑒定35-36
• 3.3 結(jié)果與分析36-44
• 3.3.1 LuxR家族部分基因重組蔗糖致死載體的驗證36-37
• 3.3.2 LuxR家族部分基因缺失突變株的篩選及驗證37-42
• 3.3.3 LuxR家族部分基因互補載體的鑒定42-43
• 3.3.4 LuxR家族部分基因互補株的篩選與鑒定43-44
• 3.4 討論44-45
• 第四章 LuxR家族部分基因調(diào)控致病力及相關(guān)基因表達分析45-53
• 4.1 實驗材料45-46
• 4.2 實驗方法46-48
• 4.2.1 致病性的測定46
• 4.2.2 供試菌株RNA的提取46-47
• 4.2.3 RNA反轉(zhuǎn)錄合成第一鏈cDNA47
• 4.2.4 實時熒光定量 (real-time qPCR) PCR47-48
• 4.3 結(jié)果與分析48-52
• 4.3.1 Ac-5 菌株LuxR家族基因缺失對西瓜幼苗致病性的影響48-50
• 4.3.2 Ac-5 菌株LuxR家族基因缺失對甜瓜幼苗致病性的影響50-51
• 4.3.3 Ac-5 菌株LuxR家族基因缺失對T3SS基因的表達的影響51-52
• 4.4 討論52-53
• 第五章 LuxR家族部分基因調(diào)控西瓜嗜酸菌生物學(xué)特性分析53-61
• 5.1 實驗材料53
• 5.1.1 菌株、質(zhì)粒及培養(yǎng)條件53
• 5.1.2 培養(yǎng)基53
• 5.2 實驗方法53-54
• 5.2.1 運動性的測定53-54
• 5.2.2 菌株蹭行運動 (Twitching) 能力測定54
• 5.2.3 生物膜的測定54
• 5.3 結(jié)果與分析54-60
• 5.3.1 運動性的測定結(jié)果及分析54-57
• 5.3.2 菌株蹭行運動 (Twitching) 測定結(jié)果及分析57-58
• 5.3.3 菌株生物膜的測定結(jié)果及分析58-60
• 5.4 討論60-61
• 第六章 全文結(jié)論61-64
• 6.1 西瓜嗜酸菌LuxR家族調(diào)控因子生物信息學(xué)分析61
• 6.2 成功篩選了西瓜嗜酸菌Ac-5 菌株LuxR部分基因的突變株及互補菌株61
• 6.3 證實西瓜嗜酸菌LuxR家族功能基因調(diào)控Ac-5 菌株的致病力61-62
• 6.4 證實西瓜嗜酸菌LuxR家族功能基因調(diào)控Ac-5 菌株的生物學(xué)特性62-63
• 6.5 后續(xù)研究展望63-64
• 參考文獻64-72
• 致謝72-73
• 作者簡歷73

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本文編號：266422