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水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae pathovar oryzae,Xoo)是一种重要的植物病原细菌,是水稻白叶枯病的致病菌。细菌中的非编码小RNAs(small non-codingRNAs,sRNAs)作为基因表达的调节子广泛参与调节细菌的各种代谢和细胞过程,近年来受到越来越多的关注。
本文对Xoo PXO99中的sRNAs进行了全基因组范围的鉴定。通过构建小RNAs文库克隆sRNAs,我们共得到850个可能的候选sRNAs。通过RT-PCR、Northern杂交等方法对部分候选sRNAs进行了实验验证,共验证得到12个Xoo sRNAs。我们从中选取了8个sRNAs来构建其缺失突变体,共得到7个sRNAs的缺失突变体。表型分析的结果表明这些sRNAs缺失突变体并没有明显的表型变化。随后我们通过转录组和蛋白质组的数据揭示了其中3个sRNAs所参与的调控途径。Hfq(Host factor required for phage Qβ)蛋白是细菌sRNAs调控途径中的关键蛋白,在细菌sRNAs与靶标基因的互作中发挥重要作用。我们在对Xoo sRNAs进行研究的同时,也对Xoo中hfq基因的功能进行了研究。在hfq基因的缺失突变体中,3个Xoo sRNAs的表达模式发生变化,表明Hfq在Xoo sRNAs调控途径中发挥作用,但hfq基因的突变并没有引起Xoo的表型变化。我们用双向电泳技术比较了野生型菌株和hfq突变体菌株的蛋白质组,共鉴定得到26个差异表达的蛋白质点。其中一个细菌Ⅵ型分泌系统(typeⅥ secretion system,T6SS)的关键蛋白Hcpl(hemolysin co-regulated protein)在hfq缺失突变体中上调表达。
本文围绕Xoo中的T6SS及Hcpl与Hfq的调控关系展开的,通过生物信息学的方法在Xoo PXO99A中共鉴定到2个T6SS的基因簇,从其基因组成上初步推测这两个基因簇是受到差异调控的。Western blots的结果表明Hcpl的表达水平在hfq突变体中上调;在Xoo不同生长时期其表达量存在变化;T6SS其它关键基因的缺失并不能降低细胞中Hcpl的表达水平。Northern杂交的结果表明hcpl mRNA的表达水平在hfq突变体中也有所上调,但在Xoo不同生长时期表达量并无明显变化,这些实验结果表明Xoo中的Hcpl同时受到多个水平的调控,而且sRNAs调控体系很可能参与其中。