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十字花科黑腐病菌(Xanthomonascampestrispv.campestris,简称Xcc),是一种能在世界范围内引起十字花科植物产生黑腐病的革兰氏阴性细菌。研究表明,该菌的无毒基因决定了病菌与寄主植物的相互作用结果。目前己从Xcc8004菌株中预测了9个无毒基因,其中4个已被实验验证。本实验室前期的研究结果表明,含有无毒基因avrXccE1的Xcc8004对中白83的致病力很低,但是该基因的突变体对中白83的致病力显著提高,实验证明avrXccE1为无毒基因。生物信息学分析表明,无毒基因avrXccE1演绎的蛋白质不具有核定向信号和DNA结合结构域,具有胞质蛋白的特征。为了鉴定该基因对应的寄主靶标基因,本研究采用蛋白-蛋白相互作用的研究策略,首先通过酵母双杂交(YeastTwo-Hybrid,YTH)的方法用诱饵从寄主的被侵染cDNA文库中调取候选互作基因,再用免疫共沉淀技术确认真实的互作基因。
本研究的主要研究结果:(1)通SMART方法,建立了cDNA文库,文库转化率为2.71×106/1μgpGADT7-Rec,重组率为86.4%;(2)将无毒基因avrXccE1构建到双杂交的BD载体pGBKT7上作为诱饵,对诱饵进行自激活和毒性等相关实验均达到了酵母双杂的后续实验要求后。用诱饵来筛选构建的中白83cDNA文库。将杂交液先在SD/-Ade-His-Leu-Trp板上筛选,然后在SD/-Ade-His-Leu-Trp-X-α-Gal板上进行两次复筛,挑取阳性克隆,对双链cDNA进行序列分析,并对NCBIGenBank数据库进行BlastX。初步从白菜中鉴定出4蛋白个与AvrXccE1相互作用,分别为泛素共轭连接酶11、硫醇转甲基酶、磷酸活化酶、几丁质酶;(3)在已有的3’端的基础上,对泛素共轭连接酶11基因(ubiquitin-conjuncatingligase11)进行5RACE(rapidamplificationofcDNAends)实验获取该基因的5’端序列,从而得到了全长序列,全长为447bp,进行氨基酸序列比对与拟南芥的UBC11相似性达到了97%;(4)已经将两基因avrXccE1和ubiquitin-conjuncatingligase11分别克隆到pBI121上,三亲结合转化到农杆菌LBA4404压渗到烟草进行瞬时表达。
本研究的最终目标是希望从中找到与AvrXccE1的抗蛋白或者作用因子,最终在分子水平上来防治病害从而提高农作物的产量。