稻黄单胞菌HrpD6调控hrp基因和T3S效应蛋白的分子机理

稻黄单胞菌是引起白叶枯病和细菌性条斑病的重要病原，其拥有保守的hrp岛可形成III型分泌系统（T3SS），将效应蛋白（T3SEs）注入植物中，从而导致非寄主烟草产生过敏反应和寄主水稻产生抗（感）病性。申请人前期研究发现，稻黄单胞菌HrpD6是hrp基因簇新的调控因子，调控hpa2、hpa1、hrcC、hrcT和hpaB基因的转录表达和T3SEs的分泌，但其调控机理尚不清楚。本项目拟通过DNA-蛋白质互作、蛋白质-蛋白质互作等途径，分析HrpD6结合的DNA序列特征，明确HrpD6、HrpG及HrpX间的调控关系；借助转录组学和蛋白质组学，揭示HrpD6、HrpG和HrpX所调控的差异性基因、这种差异性与病菌在水稻上的侵染途径和症状学的差异性关系以及在其他黄单胞菌中的异同性。这对于揭示病原细菌与植物互作的机理、设计植物细菌病害防治策略和筛选药物靶标等，均具有重要的科学意义和实践价值。

稻黄单胞菌是引起白叶枯病和细菌性条斑病的重要病原，其拥有保守的hrp岛可形成III型分泌系统（T3SS），将效应蛋白（T3SEs）注入植物中，从而导致非寄主烟草产生过敏反应和寄主水稻产生抗（感）病性。HrpD6是水稻细菌性条斑病菌（X. oryzae pv. oryzicola）中除HrpG和HrpX以外的调控hrp基因簇的因子，它对hpa2、hpa1、hrcC、hrcT和hpaB具有调控作用。本项目对其调控机理进行了研究，功能互补结果表明毗邻hpaB基因上游的区域也具有启动子活性，参与hpaB的功能发挥；酵母单杂交筛选结果显示HrpD6对hpa1和hpa2基因的启动子具有直接结合活性，凝胶滞阻实验证实HrpD6结合hpa1和hpa2基因的启动子中的PIP-box序列；酵母双杂交表明HrpD6与HrpX并不存在互作关系，浓度梯度EMSA揭示二者存在竞争关系；通过缺失hpa1基因的PIP-box，EMSA发现HrpD6可结合PIP-box中TTCGC基序及其Nx序列，HrpX不能结合Nx；进一步分析Nx序列发现受HrpD6调控的基因中多存在类似TTCGC或其反义互补序列（AAGCG）。据此规律对已报道的受HrpX调节的基因的Nx进行分析，通过RT-PCR鉴定出两个Nx中含有类似TTCGC（AAGCG）的基因为HrpD6调控元。以上研究结果为进一步揭示稻黄单胞菌致病机理和调控网络，及进一步发掘HrpD6调控因子提供线索。