[发明专利]一种检验病原菌群体猝灭基因原核表达产物抗病能力的简易方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基因原核表达产物抗病效果的检验方法，具体涉及一种检验病原菌群体猝灭基因原核表达产物抗病效果的简易方法，属于基因功能鉴定技术领域。

背景技术

一般认为单细胞生物的细菌不存在信息交流的现象，多细胞生物间才有信息交流。Nealson 等在1970年首次报道了一种海洋费氏弧菌( Vibrio fischeri)菌体密度与生物发光呈正相关，该种菌的发光行为受细菌本身的群体感应调节系统所控制。1994年，Fuqua首先提出群体感应（quorum sensing，QS）的概念，其定义是指随着细菌个体密度的增大，细菌产生并向环境中释放一种特殊的类似信号分子的物质，当这种信号分子积累到一定量时，调控细菌产生统一的群体行为，如病菌基因的表达等，这种通过细菌信号分子调控自身群体行为的现象就称为细菌的群体感应。越来越多的研究发现，大多数细菌利用群体感应系统调控体内特定的功能。到目前为止的研究都表明，革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌都是通过信号分子调控群体某一特定功能的发挥，存在群体感应调控系统。

研究发现充当细菌信号分子的物质是一种有机化学分子，他是由细菌自身产生并能通过一定的途径进入到环境中。革兰氏阴性菌利用具有不同酰基侧链的高丝氨酸内酯(acyl-homoserine lactone，AHL)作为信号分子。此外，脂肪酸衍生物如3-羟基棕榈酸甲酯(3-hydroxypalmitic acid methyl ester)以及一些顺式不饱和脂肪酸(cis-unsaturated fatty acids)也可作为信号分子。例如青枯菌(Ralstonia solanacearum) 除了产生AHL作为信号分子外，还可产生的3-羟基棕榈酸甲酯，来充当信号分子调控青枯菌的密度效应及增殖。革兰氏阳性菌利用一些寡肽类(Autoinducing peptide，简称AIP)作为信号分子感知种内自身种群数量，协调多种基因的表达。还有一类信号分子是一种呋喃硼酸二聚酯(自体诱导子-2，autoinducer-2，简称AI-2)，这种信号分子属于吲哚及其衍生物的高级结构物。此外，也有报导称对苯二酚和(S)-3-hydroxytridecan-4-one也是群体感应的信号分子。许多植物病原细菌通过群体感应信号分子AHL调控毒性基因的表达和毒性因子的产生。

病原细菌对宿主植物的侵袭主要包括以下3个阶段：一是病菌对植物的侵袭和定殖，其次病原菌致病因子的产生和作用于宿主，最后就是产生对宿主的免疫抵抗。已有研究发现致病菌一旦失去了产生群体感应信号分子的能力，则致病性也随之失去，如果通过外加信号分子则又可恢复其致病性，从而说明信号分子是病菌的致病性关健。在动植物病原菌中表达异源的AHL内酯酶和AHL酰胺酶均能显著减轻致病菌的致病力，瓦解细胞密度依赖型细菌的侵染能力。许多能够合成AHL内酯酶的细菌如苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌等或携带外源AHL内酯酶基因的工程菌，与致病菌欧文氏胡萝卜软腐病菌混合接种马铃薯，发病程度远比单独接种病原菌的减弱。因此，以病原细菌QS系统及其信号分子为靶标，干扰和破坏病原细菌的群体感应系统，能有效地减弱或解除病原细菌的致病力。这种通过破坏AHL信号分子，以干扰细菌的群体感应的方法被称为群体猝灭（quorum quenching）。