白叶枯病菌效应子XopN在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用

• 作者: 张丽媛 李丽 李甜甜 莫旭艳 董汉松
• 来源期刊: 中国水稻科学
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻白叶枯病菌 XopN 细菌繁殖 毒性 OsSWEET11
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 368-382
• 页数: 15页
• 分类号: S435.111.4+7|Q943|S511.03
• 字数: 13054字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9108

摘要

[目的]黄单胞菌细胞外泌蛋白质(Xanthomonas outer proteins,Xops)是植物病原黄单胞菌高度保守的毒性效应子或毒性辅助组分,通过细菌Ⅲ型分泌系统分泌到细菌细胞外部,然后转入植物细胞而发挥病理作用.水稻黄单胞菌水稻致病变种即水稻白叶枯病菌的标准菌株PXO99A分泌的XopN是一种毒性效应子,通过影响寄主免疫反应而使水稻发病.但是,XopN对病菌毒性的影响是否因水稻品种的不同而异,还有待研究.[方法]利用同源双交换技术,先敲除了PXO99A的XopN基因,获得了?XopN突变体,又经过遗传互补,得到了回补菌株?XopN/XopN.通过营养肉汤液体培养,测定了XopN对病菌繁殖能力的影响;根据文献选用14个水稻品种,通过接种实验,测定了PXO99A对这些品种的毒性与XopN敲除或回补的影响;在XopN发挥毒性作用的水稻品种上,测定了隐性抗病基因OsSWEET11/xa13与显性感病基因OsSWEET11/Xa13受病菌侵染而表达的情况,分析了XopN敲除或回补的影响.[结果]在营养肉汤液体培养过程中,病菌突变体菌株?XopN的繁殖速度明显低于野生型PXO99A.PXO99A、?XopN和?XopN/XopN接种水稻后,根据其在水稻叶片组织内的繁殖量及随后产生的白叶枯病症状的严重程度,将供试的14个水稻品种分为两种情况.一是感病程度与病菌XopN是否敲除或回补无关,这有10个水稻品种(IRBB1、IRBB3、IRBB8、IRBB10、IRBB14、IR24、IRBB203、IRBB204、IRBB205和IRBB211),PXO99A、?XopN和?XopN/XopN对它们的毒性无明显差别.二是XopN对病菌毒性发挥作用的水稻品种,包括高度感病的3个品种(IRBB208、Asominori和日本晴)和低感品种IRBB13.与PXO99A或?XopN/XopN相比,?XopN对这4个水稻品种的毒性大为降低.在IRBB13上,病菌侵染对隐性抗病基因OsSWEET11/xa13在叶片内的表达发生抑制作用,这一效应与XopN的毒性功能相关.相反,日本晴显性感病基因OsSWEET11/Xa13却受病菌侵染的诱导,在叶片内的表达水平大幅度提高.IRBB208和Asominori携带OsSWEET11/Xa13同源基因,该同源基因在叶片内的表达水平也因病菌侵染而大幅提高.在这4个水稻品种上,PXO99A和?XopN/XopN能够诱导OsSWEET11/Xa13或其同源基因表达,但?XopN无此作用.另外,XopN对病菌在非寄主植物烟草上诱发过敏反应有量变贡献,相比PXO99A或?XopN/XopN,?XopN引起过敏反应的程度有所降低.[结论]XopN是一个有限广谱性效应子,在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用.XopN也是病菌繁殖所需要的,对病菌在非寄主植物上诱导过敏反应有一定贡献.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董汉松	山东农业大学植物保护学院	28	315	9.0	17.0
7	李丽	山东农业大学植物保护学院	14	117	7.0	10.0
8	张丽媛	山东农业大学植物保护学院	2	1	1.0	1.0
10	莫旭艳	南京农业大学植物保护学院	1	0	0.0	0.0
11	李甜甜	山东农业大学植物保护学院	1	0	0.0	0.0