水稻白叶枯病菌蔗糖转运基因在细菌致病性中的功能研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

水稻白叶枯病由水稻黄单胞菌水稻致病变种(xanthomonas oryzae pv. oryzae, xoo)引起。

xoo通过iii型分泌系统(type iii secretion system，t3ss)向寄主细胞分泌一系列效应因子，包括转录激活因子tal（transcription activatorlike effectors，tal）。

[1-2]当效应因子激活寄主抗病基因(resistance gene，r基因)表达时产生抗性，当激活寄主感病基因（disease susceptibility gene，s基因）表达产生毒性。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标和内容1、确定sux基因与细菌致病性的关系2、研究sux基因运输蔗糖的能力3、研究Sux基因介导的蔗糖相关的代谢网络与TALE基因的关系拟解决的关键问题：1、Sux基因的产物是否具有蔗糖结合能力2、Sux基因缺损是否影响TALE基因的表达

3. 研究的方法与方案

实验方法和方案：1、通过突变和互补实验，证明基因与致病性的关系2、通过非洲爪蟾卵母细胞表达sux基因，测定基因表达后卵母细胞在蔗糖、以及其他糖类溶液中通透性，判断基因表达产物与蔗糖的关系3、构建tale-cya融合表达载体，转入野生型和sux突变体中，鉴定tale蛋白的分泌是与sux介导的运输有关4、构建promotersux-gfp融合表达，测定sux基因是否受到蔗糖或植物因子的诱导表达，方法是激光共聚焦观察和qrt-pcr分析5、构建sux-his融合表达，利用分子间相互作用系统（octet），测定sux蛋白与蔗糖的结合常数技术路线：致病性测定：构建突变体和回补突变体，接种水稻，14天测定病斑长度，进行数据分析。

爪蟾卵母细胞表达：构建遗传元件，转录表达后，注射卵母细胞中，测定糖溶液中细胞的通透性。

sux基因与tale蛋白的分泌：tale-cya转入sux突变体或pxo99后测定cya水平。

4. 研究创新点

近些年的研究表明蔗糖不仅仅是一种碳源，对xoo菌株来说获取蔗糖的手段与细菌的毒性相关，甚至与细菌的致病性分化，即小种分化有关。

这说明了蔗糖对细菌的生存和毒性发展的重要性。

因此深入剖析蔗糖的识别和运输有助于加深对xoo-水稻互作的分子机制的理解。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展 1、1个月时间测定sux基因与毒性的关系； 2、半个月-1个月时间完成sux基因爪蟾卵母细胞表达，测定与蔗糖运输的关系； 3、半个月-1个月时间测定蔗糖基因是否受蔗糖成分和植物因子的调控表达； 4、1个月时间完成sux-his蛋白的纯化和蛋白与蔗糖的结合常数的测定。

预期进展： 顺利完成前3项、第4项的进展决定于蛋白的纯化是否顺利。