微生物所方荣祥院士课题组发现野油菜黄单胞菌群体感应系统的新功能

     野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestrisXcc)引起拟南芥、甘蓝等多种十字花科植物的黑腐病,是研究植物与病原细菌相互作用分子机理的重要模式菌。Xcc基因组中具有一个xccR/pip遗传位点,是细菌发挥致病功能所必需的。 XccR是细菌群体感应转录因子LuxR的同源蛋白,因缺失相应的LuxI信号分子合成酶,因此被称为LuxR solo蛋白。

在前期的研究中,贾燕涛研究员带领的研究小组在方荣祥院士指导下发现,pip基因(编码的脯氨酸亚氨基肽酶)缺失导致Xcc致病力下降,且pip的表达在植物中受到诱导,发现XccR通过感应植物信号,并与pip启动子上游的luxXc box结合调控pip的表达,这是国际上最早研究的受植物信号分子跨界调控的LuxR solo系统。他们最新的研究成果有以下几点发现:群体感应LuxR solo蛋白被首次发现可以直接调控III型分泌系统效应因子PIP的表达;PIP在调节细菌基因表达和植物宿主免疫过程中具有双重作用,即通过协调自身细胞内外环境,以“内外兼顾”的策略以利于侵染植物的复杂机制:一方面,PIP作为细菌运动性的负调控因子,促进细菌胞内第二信使c-di-GMP积累,并抑制细菌鞭毛相关基因的表达;另一方面,当Xcc与植物宿主细胞接触时,PIP蛋白又作为效应因子通过III型分泌系统注射到植物细胞内,干扰植物水杨酸抗病信号途径。

在植物-病原菌的相互作用过程中,细菌通过控制其运动性减少能源的消耗,同时以细菌的最有力的武器——III型分泌系统将效应蛋白注入宿主细胞,干扰植物的免疫反应,揭示了PIP在病原菌在抵抗植物免疫过程中应对植物环境变化的新机制。

    研究论文已于38日在Molecular Plant Pathology杂志上在线发表,论文题目为:A dual role for proline iminopeptidase in regulating bacterial motility and host immunity。方荣祥院士的博士生阚金红、安琳为文章的共同第一作者,贾燕涛研究员与方荣祥院士为文章的共同通讯作者。本研究得到了国家重点基础研究发展计划(973计划)国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。


文章链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mpp.12677/abstract;jsessionid=5F6096AAE3BFD3A417389711B3281EE8.f04t03

 

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中国科学院微生物研究所

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