Cụm gen của Pseudomonas syringae pv. "phaseolicola" kiểm soát tính gây bệnh của cây đậu và phản ứng nhạy cảm của cây không phải chủ thể
Tóm tắt
Mất khả năng của Pseudomonas syringae pv. "phaseolicola" NPS3121 trong việc kích thích phản ứng nhạy cảm trên cây thuốc lá và các loại cây không phải chủ thể khác có liên quan đến việc mất tính gây bệnh trên cây chủ thể nhạy cảm là đậu. Tám đột biến độc lập, tái sinh tính protoroph đã được xác định, trong đó đã mất khả năng kích thích phản ứng nhạy cảm trên cây thuốc lá. Sáu trong số các đột biến này không còn sản xuất tổn thương bệnh lý trên lá chính của giống đậu nhạy cảm Red Kidney và không kích thích phản ứng nhạy cảm trên giống đậu kháng Red Mexican cũng như trên các cây không phải chủ thể như cà chua, đậu cowpea và đậu nành. Hai đột biến còn lại có tính gây bệnh giảm trên đậu Red Kidney và kích thích các phản ứng nhạy cảm khác nhau trên các cây thử nghiệm khác. Phân tích Southern blot cho thấy mỗi đột biến mang một điểm gắn Tn5 độc lập trong một trong ba đoạn EcoRI có kích thước khoảng 17, 7 và 5 kilobase. Đột biến trao đổi dấu hiệu thêm có sự hỗ trợ thêm cho kết luận rằng hình thái đột biến pleiotropic không liên quan đến nhiều lần chèn Tn5. Một thư viện gen của chủng hoang dã đã được xây dựng trong vector cosmid pLAFR3. Một plasmid tái tổ hợp, được gọi là pPL6, mang các trình tự gen của P. syringae pv. "phaseolicola" đã được xác định thông qua hybrid hóa thuộc địa. Plasmid này đã khôi phục hình thái hoang dã cho tất cả những đột biến trừ một, cho thấy rằng các gen bị ảnh hưởng bởi các chèn này đã được nhóm lại với nhau. Phân tích cấu trúc của pPL6 và bộ gen hoang dã cho thấy các đoạn EcoRI 17- và 5-kilobase là liền kề trong bộ gen của chủng NPS3121.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Anderson , D. M. , and D. Mills . 1985 . The use of transposon mutagenesis in the isolation of nutritional and virulence mutants in two pathovars of Pseudomonas syringae . Phytopathology 75 : 104 - 108 .
Azad , H. R. , and C. I. Kado . 1984 . Relation of tobacco hypersensitivity to pathogenicity of Erwinia rubrifaciens . Phytopathology 74 : 61 - 64 .
Ditta , D. W. , S. Stanfield , D. Corbin , and D. R. Helinski . 1980 . Broad host range DNA cloning system for gram-negative bacteria: construction of a gene bank of Rhizobium melilota . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 27 : 7347 - 7351 .
Ellingboe A. H. 1984. Genetics of host-parasite relations: an essay p. 131-151. In D. S. Ingram and P. H. Williams (ed.) Advances in plant pathology vol. 2. Academic Press Inc. New York.
Ercolani , G. L. , and J. E. Crosse . 1966 . The growth of Pseudomonas phaseolicola and related plant pathogens in vivo . J. Gen. Microbiol. 45 : 429 - 439 .
Ersek , T. , and M. Hevesi . 1983 . Reactions of soybean leaves to Pseudomonas spp. Is the hypersensitive reaction really a mechanism for plant resistance to bacterial infection ? Phytopathol. Z. 107 : 204 - 213 .
Essenberg , M. , E. T. Cason , Jr. , B. Hamilton , L. A. Brinkerhoff , and R. K. Richardson . 1979 . Single-cell colonies of Xanthomonas malvacearum in susceptible and immune cotton leaves and the local resistance response to colonies in immune leaves . Physiol. Plant Pathol. 15 : 53 - 68 .
Fahy P. C. and A. B. Lloyd. 1983. Pseudomonas: the fluorescent pseudomonads p. 141-188. In P. C. Fahy and G. J. Persley (ed.) Plant bacterial diseases: a diagnostic guide. Academic Press Ltd. Sidney.
Hanahan , D. , and M. Meselson . 1980 . Plasmid screening at high colony density . Gene 10 : 63 - 67 .
Hill , K. , D. P. Coyne , and M. L. Schuster . 1972 . Leaf, pod, and systemic chlorosis reactions in Phaseolus vulgaris to halo blight controlled by different genes . J. Am. Soc. Hort. Sci. 97 : 494 - 498 .
Keen , N. T. , T. Ersek , M. Long , B. Bruegger , and M. Holliday . 1981 . Inhibition of the hypersensitive reaction of soybean leaves to incompatible Pseudomonas spp. by blasticidin S, streptomycin or elevated temperature . Physiol. Plant Pathol. 18 : 325 - 337 .
King , E. O. , M. K. Wood , and D. E. Raney . 1954 . Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescin . J. Lab. Clin. Med. 44 : 301 - 307 .
Klee , H. J. , F. F. White , V. N. Iyer , M. P. Gordon , and E. W. Nester . 1983 . Mutational analysis of the virulence region of an Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid . J. Bacteriol. 153 : 878 - 883 .
Klement Z. 1982. Hypersensitivity p. 149-177. In M. S. Mount and G. H. Lacy (ed.) Phytopathogenic procaryotes vol. 2. Academic Press Inc. New York.
Little T. M. and F. J. Hills. 1978. Agricultural experimentation: design and analysis. John Wiley & Sons New York.
Maniatis T. E. F. Fritsch and J. Sambrook. 1982. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Cold Spring Harbor N.Y.
Meadows , M. F. , and R. E. Stahl . 1981 . Different induction periods for hypersensitivity in pepper to Xanthomonas vesicatoria determined with antimicrobial agents . Phytopathology 71 : 1024 - 1027 .
Message B. P. Biostard M. Pitrat J. Schmidt and C. Boucher. 1979. A new class of fluidal avirulent mutants of Pseudomonas solanacearum unable to induce a hypersensitive reaction p. 823-833. In Beaucouze Gilbert-Clarey (ed.) Proceedings of the IVth International Conference on Plant Pathogenic Bacteria. Station de Pathologie Vegetale et Phytobacteriologie. Institut National de la Recherche Agronomique Angers France.
Miller H. 1972. Experiments in molecular genetics. Cold Spring Harbor Laboratory Cold Spring Harbor N.Y.
MiUs , D. 1985 . Transposon mutagenesis and its potential for studying virulence genes in plant pathogens. Annu . Rev. Phytopathol. 23 : 297 - 320 .
Niepold , F. , D. Anderson , and D. Mills . 1985 . Cloning determinants of pathogenesis from Pseudomonas syringae pv. syringae . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 : 406 - 410 .
Omer , M. E. H. , and R. K. S. Wood . 1969 . Growth of Pseudomonas phaseolicola in susceptible and in resistant bean plants . Ann. Appl. Biol. 63 : 103 - 116 .
Panopoulos N. J. J. 0. Walton and D. K. Willis. 1984. Genetic and biochemical basis of virulence in plant pathogens p. 339-374. In T. Hohn and D. P. S. Verma (ed.) Plant gene research vol. 1. Springer-Verlag Vienna.
Peet , R. C. , P. B. Lindgren , D. K. Willis , and N. J. Panopoulos . 1986 . Identification and cloning of genes involved in phaseolotoxin production by Pseudomonas syringae pv. phaseolicola . J. Bacteriol. 166 : 1096 - 1105 .
Ruvkun , G. B. , and F. M. Ausubel . 1981 . A general method for site-directed mutagenesis in prokaryotes . Nature (London) 289 : 85 - 89 .
Sasser , M. 1982 . Inhibition by antibacterial compounds of the hypersensitive reaction induced by Pseudomonas pisi in tobacco . Phytopathology 72 : 1513 - 1517 .
Staskawicz , B. J. , D. Dahlbeck , and N. T. Keen . 1984 . Cloned avirulence gene of Pseudomonas syringae pv. glycinea determines race-specific incompatibility on Glycine max (L.) Merc . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81 : 6024 - 6028 .
Staskawicz , B. J. , and N. J. Panopoulos . 1979 . A rapid and sensitive microbiological assay for phaseolotoxin . Phytopathology 69 : 663 - 666 .
Thomas , M. D. , and J. V. Leary . 1980 . A new race of Pseudomonas glycinea . Phytopathology 70 : 310 - 312 .
Tomiyama K. N. Doke M. Nozue and Y. Ishiguri. 1979. The hypersensitive response of resistant plants p. 69-81. In J. M. Daly and I. Uritami (ed.) Recognition and specificity in plant host-parasite interactions. Japan Scientific Society Press Tokyo.
Turner , J. G. , and A. Novacky . 1974 . The quantitative relation between plant and bacterial cells involved in the hypersensitive reaction . Phytopathology 64 : 885 - 890 .
Turner , P. , E. Barber , and M. Daniels . 1985 . Evidence for clustered pathogenicity genes in Xanthomonas campestris pv. campestris . Mol. Gen. Genet. 199 : 338 - 343 .
Vogelstein , B. , and D. Gillespie . 1979 . Preparative and analytical purification of DNA from agarose . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76 : 615 - 619 .
Weiss , A. A. , E. L. Hewlett , G. A. Myers , and S. Falkow . 1983 . Transposon TnS-induced mutations affecting virulence factors of Bordetella pertussis . Infect. Immun. 42 : 33 - 41 .
Whatley , H. M. , N. Hunter , M. A. Cantrell , C. Hendrick , K. Keegstra , and L. Sequeira . 1980 . Lipopolysaccharides composition of the wilt pathogen Pseudomonas solanacearum . Plant Physiol. 65 : 557 - 559 .
Yoshikawa M. 1983. Macromolecules recognition and the triggering of resistance p. 267-298. In J. A. Callow (ed.) Biochemical plant pathology. John Wiley & Sons Ltd. New York.
Young , J. M. 1974 . Development of bacterial populations in vivo in relation to plant pathogenicity . N. Z. J. Agric. Res. 17 : 105 - 113 .