西瓜副噬酸菌RpoN(σ⁵⁴因子)功能分析

摘要

RpoN，即σ⁵⁴因子，是细菌中的一种DNA结合蛋白，在基因转录起始过程中协助RNA聚合酶发挥功能，并参与多种关键的生物学过程，包括毒力、细胞运动、鞭毛组装和氮源利用。本研究在西瓜副噬酸菌（Paracidovorax citrulli）基因组中鉴定了2个RpoN编码基因（分别命名为rpoN1和rpoN2），以P. citrulli野生型菌株Aac5为背景构建了rpoN1和rpoN2的缺失突变菌株和回补菌株，通过生物学表型测定、RNA-seq分析及EMSA（electrophotic mobility shift assay）分析了RpoN1和RpoN2在西瓜副噬酸菌中的功能及两者的异同。结果表明，2个rpoN基因的缺失均显著降低了Aac5的致病性和运动能力，并使其在M9最小培养基中生长迟缓。而仅缺失rpoN1会显著降低Aac5的黏附能力和硝酸盐利用能力，仅缺失rpoN2则会显著提高生物膜的形成能力。RNA-seq分析显示，ΔrpoN1中与IV型菌毛合成相关基因pilA的表达量显著降低，EMSA进一步证实了RpoN1对pilA的直接调控。综上，RpoN1和RpoN2在西瓜副噬酸菌中并不是冗余的，两者在细菌性果斑病致病机制中都起着至关重要的作用。本研究结果为瓜类细菌性果斑病的科学防治提供了重要的理论依据。

关键词

RpoN / 西瓜副噬酸菌 / 细菌性果斑病 / 同源蛋白

基金资助

国家西甜瓜产业技术体系（CARS-25）; 中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP）; 国家重点研发计划（2018YFD0201300）