一个用于鉴定十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物转运与分泌的报告质粒的构建

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十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc)是一种重要的植物病原细菌,它能在全球范围内侵染所有十字花科植物,从而引发严重的世界性病害。植物病原细菌都能产生一种称之为Ⅲ型效应物的致病因子,这种致病因子通过Ⅲ型分泌系统注入寄主细胞内,从而影响寄主的正常代谢和防御反应,帮助病原菌的生长。因此,对十字花科黑腐病菌的Ⅲ型效应物进行全基因组筛选鉴定,为揭示十字花科黑腐病菌的致病机理打下基础。   目前,十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物的转运与分泌检测可以分别通过体内与体外两种检测方法,体外检测是将将候选基因启动子区和信号区克隆至表达载体,该表达载体上携带一个很小的免疫识别标签(比如3×FLAG标签),在离体培养条件下,利用免疫学手段(Western Blotting)检测在培养物中该融合蛋白的存在与否,这种方法灵敏度较高,能够应用于检测分泌量低的效应物的分泌。体内检测是在植物组织上利用病原菌可以在非寄主或抗性寄主上诱发过敏反应(HR反应)的特性或免疫化学标记方法鉴定效应物蛋白的转运。利用HR反应特性建立的检测系统灵敏度不高,不适用于分泌量低的Ⅲ效应物的鉴定。而免疫化学标记的检测手段检测灵敏度较高,目前该检测手段是利用百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis依赖于钙调素的腺苷酸环化酶结构域(CyaA)作为报告信号,通过免疫反应定量检测cAMP含量,以确定Ⅲ型效应物的转运。为了通过体内体外两种检测方法同时检测十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物的转运和分泌,本文将cyaA基因克隆至带有3×FLAG的pJXG载体上,构建出带有3×FLAG和cyaA基因的报告质粒pJAA,并利用已鉴定为Ⅲ型效应物的XC_1553启动子区和信号区检验该报告质粒是否能正常工作。将重组质粒pJAA1553通过三亲结合导入8004*和8004*△hrcV菌株,然后通过Western Blotting检测XC_1553的分泌情况,结果在8004*/pJAA1553的胞外蛋白中检测到了XC_1553的分泌信号,而在负对照8004*△hrcV/pJAA1553的胞外蛋白中没有检测到XC_1553的分泌。同时通过化学免疫反应定量检测8004*/pJAA1553和8004*△hrcV/pJAA1553侵染后植物体内的cAMP含量,结果发现8004*/pJAA1553侵染后植物体内的 cAMP含量比8004*AhrcV/pJAA1553侵染后植物体内的cAMP含量高15倍。结果表明,报告质粒pJAA能够正常工作,可以应用于检测十字花科黑腐病菌的Ⅲ型效应物的转运和分泌。   在利用Western Blotting鉴定效应物的过程中,为了提高胞外蛋白的分泌量,本人对胞外蛋白的诱导条件进行了探索,通过双向电泳对比了培养基MME和XCM2对Xcc的胞外蛋白的诱导能力,结果发现XCM2对胞外蛋白,特别是偏酸性的胞外蛋白的诱导能力很强。从而确定将XCM2作为Xcc的诱导培养基。
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