西瓜噬酸菌tRNA修饰酶基因miaA的功能研究

【作者】 乔培； 杨玉文； 赵廷昌；

【机构】 中国农业科学研究院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室；

【摘要】 瓜类细菌性果斑病(bacterial fruit blotch,BFB)是世界性检疫细菌性病害,通过种子传播,能严重为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物,在世界各国的西、甜瓜产区普遍发生,并造成严重的经济损失。其病原菌为西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli),革兰氏阴性菌,主要通过Ⅲ型分泌系统(T3SS)将效应子(effector)直接注入宿主细胞体内,达到致病的效果。静止期/一般应激反应sigma因子RpoS是细菌稳定期稳态适应和恢复所必需的。作为生理后果,其水平至少在两个水平上受到严格监管。其一在翻译上受到RNA伴侣蛋白Hfq同多个sRNA(small no-coding RNA)分子共同作用的调节。其二在未受到抗衔接子的保护下,衔接蛋白ClpXP和RssB能够降解RpoS。除了这些转录后的调节水平,转录RNA(tRNA)修饰酶也会影响RpoS的稳态水平。MiaA为tRNA修饰酶,tRNA的修饰在促进翻译保真度方面发挥了关键作用。某些tRNA修饰以调节方式在细胞内的生理循环中起作用,例如真核细胞中的DNA损伤和氧化应激。本研究使用西瓜噬酸菌Ⅱ组菌株Aac-5通过同源重组双交换构建miaA缺失突变体后发现:①miaA基因的缺失使西瓜嗜酸菌Aac-5菌株的致病能力显著降低,三型分泌系统关键基因hrpX显著下调;②生物膜形成能力显著下降,但同样可引起非寄主烟草的过敏性反应;③miaA基因的缺失不会影响西瓜嗜酸菌Aac-5菌株的运动能力以及生长速度,且鞭毛相关基因fliR、fliC的表达量同野生菌株相比无显著变化;④miaA基因的缺失使西瓜嗜酸菌Aac-5菌株在KB平板上的颜色明显加深,且色素相关基因aroE、fabG表达量显著下调。本研究为今后miaA基因在西瓜噬酸菌中的作用以及其对ropS调控机理的研究打下了基础。更多还原