野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是一种微生物与植物相互作用分子机理研究的模式菌,它能够侵染多种十字花科植物并导致黑腐病。本实验室已有的研究表明,xccR/pip是与Xcc致病性相关的遗传位点,脯氨酸亚氨基肽酶PIP作为Xcc中一个新发现的致病因子,其表达受上游群体感应调节因子同源蛋白XccR的调控,并在寄主植物中得到增强。为了进一步阐明Xcc利用植物信号调控其致病性的机理,本论文鉴定了xccR/pip遗传位点表达的上游调控因子,并研究了其调控方式及与植物相互作用的模式。在xccR启动子融合gusA报告基因的同源重组菌株Xcc8177的基础上,本论文构建了一个EZ-Tn5转座子突变体库,从20,000个突变体中筛选到两个xccR/pip表达的抑制子,XerR和XerS。XerR属于细菌NtrC同源蛋白,本论文的研究结果证实,在丰富培养基中,XerR通过自身磷酸化抑制xccR基因的表达；磷酸化相关位点的突变导致xccR启动子的表达提高2倍左右；纯化的MBP-XerR融合蛋白不仅可以直接和xccR启动子结合,而且被高能磷酸基团乙酰磷酸锂钾磷酸化的MBP-XerR结合xccR启动子的效率提高了4倍。遗传上位性的交叉互补实验显示,从突变体库中筛选到的另一个蛋白XerS是XerR在细菌体内可能的磷酸化供体,在xerS插入突变体中超表达XerR能够抑制xccR的表达,而在xerR缺失突变体中超表达XerS不能够抑制xccR的转录水平。　　 xccR/pip遗传位点的表达是受植物诱导的,我们的实验结果证实,这是XerR在植物中抑制作用被解除的结果。xerR缺失突变体虽然影响了Xcc的悬浮状态和生物膜的形成,但突变体的致病性与野生型相比并无明显的变化；另外,当细菌真空转移至植物后,超表达XerR的菌株中xccR和pip的转录水平与野生型相似。与在培养基条件下相比,在植物中野生型Xcc的xccR和pip的转录水平分别提高了的2倍和7倍。体外结合实验结果进一步表明,XerR对xccR/pip表达的去抑制是由于植物因子的参与:植物中分子量小于1KD的水提取物解离了XerR和xccR启动子序列的相互作用；随着提取物浓度的增加,蛋白与DNA的结合强度逐渐减弱。然而同样的提取物却增强了MBP-XccR与pip启动子序列luxXc box的结合效率。用活性跟踪方法进一步鉴定植物提取物中与XccR/luxXc box复合物互作的化合物,并经质谱、H谱的结构解析,显示其中一种化合物D-葡萄糖增加了XccR蛋白与luxXc box结合的稳定性。　　 基于以上结果,植物因子至少通过两种方式参与了调控xccR/pip表达的信号转导途径,其一是植物因子干扰了XerR与xccR启动子复合物的形成,促进复合物的解离并随之解除XerR对xccR的直接抑制作用；其二是植物因子(如葡萄糖)通过稳定XccR,使之成为有活性的蛋白,激活致病因子pip的表达。我们推测在长期进化过程中,xccR/pip遗传位点形成了一种可通过跨界感应植物信号分子的独特的群体感应信号转导机制,即致病细菌适应植物的环境,并最终达到细菌生存、繁殖的目的。