1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
意义:胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum,简称Pcc)为我国细菌性软腐病的最主要病原细菌,寄主范围非常广,属于变形菌门,γ-变形菌纲,肠杆菌科,果胶杆属,革兰氏阴性兼性厌氧细菌[1, 2]。它经伤口或自然孔口侵入寄主,致组织软化,病斑变褐且病健交界逐渐模糊,出现腐烂并伴随恶臭味,待水分蒸发后,组织干缩[3, 4]。
Pcc主要通过分泌各种植物细胞壁降解酶 (PCWDEs) 作为致病因子来侵染寄主植物,如:果胶酶,纤维素酶,蛋白酶等,其中,果胶酶被认为是Pcc最主要的致病因子[5,6]。引起的细菌性软腐病症状因组织形态而有所差异,柔嫩多汁的植物组织受害时,先呈浸润半透明状,后慢慢变褐色,随即又变为粘滑软腐状;而坚实少汁的组织受侵染后,则先呈水浸状,然后逐渐腐烂,最后患部水分蒸发,组织干缩,最终死亡[7]
病原菌入侵植株并致使植物发病的过程其实质是病原菌与寄主发生相互作用的过程,根据作用结果可分为亲和性互作(Compatible)和非亲和性互作(Incompatible)两种类型。亲和性互作是指病原菌入侵后能成功克服寄主的防御反应,并在寄主体内大量增殖,最终导致寄主产生病害症状;非亲和性互作是指病原菌无法克服寄主的防御反应,并不能在寄主体内增殖,最终也无法让寄主产生病害症状。在亲和性互作过程中,病原菌和寄主植物的一系列基因及基因产物都发生了相互作用。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:通过基因敲除的方法构建了Pcc VI型分泌系统中两个hcp基因的缺失突变株,并比对了Pcc野生型菌株、突变株在致病性方面的变化。结果表明,两株突变体与野生型相比,对寄主白菜的致病性均无显著的差异,说明hcp3和hcp6的缺失突变并不影响菌株PccS1的致病能力。
研究内容:活体接种提取菌体RNA通过转录组测序,分析转录组数据并进行RT-PCR验证探索Pcc与不同耐感性寄主植物在不同侵染时期的致病谱及基因表达谱,进一步揭示该病原菌的致病分子机制。
拟解决的关键问题:
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法:采用细菌学、分子生物学、生物信息学等。
技术路线:
4. 研究创新点
本实验选取待敲除的基因,其生物学功能未知,对胡萝卜软腐果胶杆菌对寄主的致病性未知,有待探究。
5. 研究计划与进展
研究计划:
1、查阅有关文献(8.3-8.5)
2、相关实验操作仪器的了解和学习;(8.6-9.18)
