1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,简称pcc) ,为革兰氏阴性细菌[1],是多种植物细菌性软腐病的病原菌[2],而细菌软腐病是一种极为常见也是危害严重的世界性病害。引起此类病害的主要病原菌有:胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(pcc,1998年前为erwinia carotovora subsp. carotovora)、胡萝卜软腐果胶杆菌黑胫亚种 (pectobacterterium carotovorum subsp. atroseptica, 1998年前为e. carotovora subsp. atroseptica) 和菊欧文氏菌(dickeya dadantii, 1998年前为 e. chrysanthemi) [3-5]。pcc引起的软腐病一直都是植物病理学研究的重要内容之一,特别是在其全基因序列公布( 2002 )后,与其致病相关的研究更有所增加[6]。pcc寄主广泛,包括大白菜、胡萝卜、黄瓜、辣椒、马蹄莲和马铃薯等,也能引起多种水果蔬菜贮藏期腐烂[7]。病状随寄主和外界条件的差异而略有变化,一般来说,柔嫩多汁的组织更易受到侵染,呈水浸半透明状,在病斑边缘有明显的界限,后随病势发展病组织软化,病斑变为褐色,且病健交界限逐渐模糊,出现腐烂并伴随恶臭味,待水分蒸发后,组织干缩[8]。
天冬氨酸氨裂解酶(aspa)是催化l-天冬氨酸转化为延胡索酸和氨的去氨基可逆过程。该酶广泛存在于细菌中,包括大肠杆菌、蜂房哈夫尼菌、荧光假单胞菌、枯草芽胞杆菌等[9]。目前天冬氨酸氨裂解酶的研究大多以大肠杆菌为主,对于pcc中天冬氨酸氨裂解酶的研究较少。本实验室前期研究以2yt 培养基培养、与黄花马蹄莲离体及活体互作的pcc为研究对象,并运用双向电泳技术、质谱技术及imagemaster 2d platinum 5.0 软件对这三种条件下的pcc差异表达蛋白质进行比较分析。结果发现共有53个蛋白在这两种互作方式下表达量不同程度的改变,而天冬氨酸氨裂解酶正是差异表达蛋白之一,其在pcc与黄花马蹄莲离体和活体互作两个条件下与2yt培养的pcc相比都是上调表达[10]。为了进一步探究天冬氨酸氨裂解酶在pcc致病过程中的作用,本实验对aspa编码基因进行基因敲除。
本实验通过目标基因的敲除及其致病性相关研究,为软腐果胶杆菌的致病机理和软腐病的防治方法的研究提供一定的参考。此外,天冬氨酸氨裂解酶已用于利用延胡索酸盐工业生产l-天冬氨酸盐过程[11]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:利用同源双交换原理得到胡萝卜软腐果胶杆菌aspa基因缺失突变体,以研究aspa基因功能。
研究内容:利用同源重组原理进行胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种天冬氨酸氨裂解酶(aspa)编码基因敲除,并进行致病性测定及相关表型分析,研究aspa基因功能。
拟解决的关键问题:
3. 研究的方法与方案
研究方法:
生物信息学分析目的基因的相关注释功能
分子生物学手段进行基因片段的克隆、连接与转化,并对目的基因进行敲除与验证
4. 研究创新点
实验进行了aspA编码基因PccS1-1157与PccS1-0596的双敲除。
5. 研究计划与进展
研究计划:
2013年6月2013年7月 阅读文献及载体构建
2013年8月2013年9月 pccs1-1157突变菌株的获得及致病性测定
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