在小檗碱作用下水稻细菌性条斑病菌生理及转录反应分析

作者：杨平; 黎芳靖; 罗嫚; 林纬; 袁高庆^*; 黎起秦^*

来源：植物保护学报, 2020, 47(05): 1005-1018.

DOI：10.13802/j.cnki.zwbhxb.2020.2019164

• 小檗碱
• 水稻细菌性条斑病菌
• 细胞结构
• 生理
• 转录组

为探究小檗碱对水稻细菌性条斑病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzicola的抑菌机制,测定小檗碱对水稻细菌性条斑病菌GX13菌株的毒力、致病因子、细胞结构和能量代谢的影响,并利用Illumina-HiSeq高通量测序技术分析小檗碱对水稻细菌性条斑病菌菌体基因表达的影响。结果表明:经15μg/mL小檗碱处理后,GX13菌株侵染水稻品种玉丝占后引起水稻细菌性条斑病的病情指数为6.70,低于对照组;每1×108CFU菌体胞外多糖产量为1.58μg,显著低于对照的2.42μg;纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等胞外酶活性均低于对照组;与能量代谢相关的苹果酸脱氢酶(MDH)活性为1.42 U/g prot,低于对照组,而丙酮酸和三磷酸腺苷含量升高,分别为1.71μmol/mL和379.49μmol/g prot,均高于对照组。同时,细菌的生物膜形成受到抑制,细胞结构受到破坏。转录反应分析发现,与II型分泌系统相关的xpsD、xpsF和xpsM等基因、与III型分泌系统相关的hrcC、hrcJ、hrcN和hrcQ等基因、与胞外多糖分泌相关的gumF和gumI基因,以及与细胞结构与功能相关的murD、lpxA、lpxH、lpxL、fabG和fabZ等基因均下调表达。此外,与丙酮酸代谢途径相关的ppc、aceF和lpdA等基因也下调表达,但与氧化磷酸化途径相关的NADH脱氢酶和ATP合成酶编码基因以及与趋化性相关的编码基因均显著上调表达。表明小檗碱对GX13菌株的抑菌作用与其影响病菌的细胞结构和能量代谢相关,小檗碱通过影响病菌II型分泌系统和III型分泌系统的功能、生物膜的形成以及胞外多糖的合成,从而影响病菌的致病力。与此同时,水稻细菌性条斑病菌借助强化氧化磷酸化功能,启动与趋化性相关的基因上调表达来抵御小檗碱对自身的损害。

• 单位
  广西大学