tal4基因在水稻白叶枯病菌PXO99A对噻枯唑抗性中的作用

摘要：

类似转录激活子(transcription activator-like effector,TALE)是植物病原细菌通过Ⅲ型泌出系统(T3SS)分泌到寄主细胞中的效应蛋白,其编码基因为tal基因.tal4基因是水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)PXO99A中19个tal基因中的一个,但其功能未知.本研究通过测定tal4基因缺失突变菌株在寄主水稻上的毒力,对温度、盐、酸碱等胁迫的反应以及对杀菌剂的敏感性来挖掘tal4基因的功能.通过同源交换,对PXO99A中的tal4基因进行敲除,获得了tal4基因缺失突变菌株PXO99△tal4.将携带tal4编码基因的黏粒pHZtal4电击转化到PXO99 △tal4感受态细胞中,获得回补菌株C-△tal4.用液体培养法测定了PXO99A、PX O99 △tal4及C-△tal4在不同温度、盐和酸碱胁迫下的生长情况.在NA平板及寄主水稻上进行PX O99 △tal4对噻枯唑敏感性检测,并通过实时定量PCR检测了菌株中与抗药性相关的核糖体RNA 16S(ribosomal RNA 16S,rrs)和30S核糖体蛋白S12(30S ribosomal subunit protein S12,rpsL)基因的表达情况,从转录水平探究tal4基因在菌株抗药性中的作用机制.对苗期水稻的接种结果表明,PXO99△tal4在水稻上形成的病斑长度及在水稻叶片中的定殖能力与PXO99A相比无明显变化,tal4基因的缺失不影响水稻白叶枯病菌在水稻上的毒力.PXO99△tal4在温度、盐和酸碱等胁迫条件下的生长能力与PXO99A一致.在喷施噻枯唑的水稻上和含噻枯唑的NA平板上,PXO99△tal4对噻枯唑的敏感性较PXO99A明显增强.噻枯唑对PXO99△tal4的最低抑制浓度(MIC)为70 μg· mL-1,显著低于对PXO99A的最低抑制浓度(110 μg· mL-1),而噻枯唑对PX O99 △tal4的抑制中浓度EC50值为PXO99A的77.9％.tal4基因可以恢复PX O99 △tal4对噻枯唑的敏感性至PXO99A水平.实时荧光定量PCR测定发现,PXO99 △tal4中rrs基因的表达量显著下降,仅为PXO99A的38％,而rpsL基因的表达量与PXO99A没有显著差异.上述结果表明:PXO99A中tal4基因的缺失对病原菌的毒力没有明显影响,但在病原菌对杀菌剂的抗性中起一定的作用.本研究首次发现,水稻白叶枯病菌效应蛋白基因tal参与了病原菌对杀菌剂噻枯唑的抗药性.

关键词：水稻白叶枯病菌、tal基因、毒力、噻枯唑

所属期刊栏目：37

分类号：S432.1(病虫害及其防治)

在线出版日期：2014-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：57-64