柑桔溃疡病(citrus canker)是由地毯草黄单胞杆菌柑桔致病变种(Xantho monas axonopodis pv.citri, Xac)引起的一种细菌性传染病害,是危害世界柑桔生产最严重的病害之一,也是影响柑桔生产的重大检疫病害。纤维素酶是植物病原菌引起病害重要的化学因子之一,主要是帮助病原菌侵入寄主、消解植物抗侵染机械屏障、降解细胞内含物以供自己吸收利用。通过对Xac基因组及蛋白的生物信息学分析发现其同样具有纤维素酶,推测Xac纤维素酶与侵染相关,是引起致病症状的必要因子。通过对柑桔溃疡病菌纤维素酶的生物信息学的分析,获得纤维素酶的等电点、分子量、信号肽、结构域和功能等特点。选取具有代表性的Xac的纤维素酶基因Xaccel1、Xaccel3及Xaccel5进行基因的克隆和表达,并对克隆的酶进行了初步的机理分析。本研究主要结果如下：1 Xac纤维素酶共有22个纤维素酶,分成了11组,对其结构特点以及功能结构域进行分析发现,Xac纤维素酶大小在350aa左右,63.6%具有信号肽；Xac纤维素酶具有GH5、GH8、GH9及GH124个糖基水解酶家族模块,其中6组Xac纤维素酶均具有GH5模块,占Xac纤维素酶的54.5%。此外,Xac的纤维素酶还具有CelD_N、TAT以及SCOP, PDB蛋白库中的相应功能蛋白模块,其中TAT与Xac蛋白转运到植物细胞周质空间有密切联系,我们推测Xac纤维素酶很可能与Xac侵染寄主相关。2与Xanthomonas属其它纤维素酶比对发现,Xac纤维素酶在整个Xanthomonas属均有同源蛋白。纤维素酶与Xanthomonas campestris pv. vesicatoria(Xcv)的纤维素酶同源性最高,所具有的功能性结构域的种类和个数都比较接近,推测两者的纤维素酶在作用方式及病原菌在侵染寄主时所起的作用方面功能类似。3 Xac的纤维素酶Xaccell的氨基酸长度为199aa,分子量为22KDa,等电点为7.86,具有信号肽和GH12模块,GH12模块是其特有模块,推测在水解纤维素方面起着重要的作用,编码Xaccell的基因大小为600bp。Xaccel3的氨基酸长度为474aa,分子量为51KDa,等电点为5.76,有信号肽,有GH5模块和纤维素绑定结构域(CBM2),CBM2为其特异性结构域,编码Xaccel3的基因大小1,425bp。Xacce15的氨基酸长度350aa,分子量为38KDa,等电点为9.48,具有信号肽和GH5模块,编码Xaccel5的基因大小为1,053bp。这3个纤维素酶与Xcv85-10的同源性较高。通过对这3个纤维素酶的分析,克隆出了Xaccell、Xaccel3和Xaccel5基因,经IPTG诱导后表达出了重组蛋白。4利用天然底物和对硝基苯酚合成底物对Xaccell、Xaccel3和Xaccel5进行了酶活测定,并初步研究了其作用机制。Xaccel可利用CMC、Avicel、Barleyβ-glucan、xylan; Xaccel3可降解CMC、Avicel和xylan;Xaccel5能降解Avicel、Barleyβ-glucan和xylan。这3种酶都不能利用laminarin和PASC。通过3种酶对硝基苯酚合成底物降解情况可知,Xaccell和Xaccel3为内切葡萄糖苷酶,它们的主要的作用方式为随机地断裂各底物的β-1,4糖苷键,对相应的糖进行降解。Xaccel5的内切葡萄糖苷酶活性不能确定,需进一步验证。