The Regulation of Pollen-Specific "Late Genes" and Proteins Associated with Desiccation, Pollen Germination and Tube Growth

Abstract

Xanthomonas 屬之細菌大多為植物病原菌，受其危害之植物，將近 400 種，由於各成員間的親緣關係很近，一般相信彼此間的生理及遺傳性狀也相似。本實驗室意外發現Xanthomonascampestris pv. campestris (Xcc) 外膜蛋白質 MopB 具有一些相當特殊之性質。當 Xcc 的mopB 基因被插入破壞後，mopB 突變株即失去導致十字花科蔬菜黑腐病之致病力。此外，於培養 mopB 突變株之培養液中，則觀察到類似生物膜 (biofilm) 的集結物。分析 MopB 的胺基酸序列與結構，推測此外膜蛋白質屬於膜孔 (porin) 蛋白質。Xcc 的病原性與其胞外酵素及胞外黏多醣 (EPS) 之形成有重要相關性，因此，當合成或調節這些因子的基因發生突變時，就可能影響到細菌的致病力。然而，資料搜尋結果並未發現MopB 與病原性有關之報導。究竟MopB 在此複雜的網狀調控系統中所扮演的角色為何？值得探討。此外，一般認為biofilm 的形成受到環境中一些訊號因子的調控，和細菌的病原性之間也有相關性，但是，膜孔蛋白質在 biofilm 的形成上所扮演的角色為何？與訊號因子的傳遞又有何關聯？則尚不清楚。本三年計畫之研究目的有三項: (一)、探討 MopB 的功能與特性，並且瞭解 MopB在 Xcc 的致病機制以及 biofilm 生成上所扮演的角色。 於本項研究中擬先構築mopB 互補株，然後分析比較突變株，互補株，與野生株 Xc17 之病原性、EPS 含量、胞外蛋白質分佈、胞外酵素活性、biofilm 之形成、以及DSF 之含量等。(二)、測試mopB 以及位於其上游轉錄方向相反的Xcc0934 基因之轉錄表現與調控。我們將測試mopB 與Xcc0934 之啟動子活性，並且分析其表現是否受到Clp (cAMP receptor protein-like protein) 蛋白質之調控。Xcc0934 的功能與性質，亦將進行探討。(三)、分析 Xanthomonas 不同菌種之 MopB 是否有相同功能與特性。擬利用插入突變的方法破壞 X. axonopodis pv. citri (Xac)、X. axonopodispv. vesicatoria (Xav)、及X. oryzae pv. oryzae (Xoo) 之 mopB 基因，然後仿上所述，測試分析各組突變株，互補株，與野生株之病原性、EPS 含量、胞外酵素活性等性質。本計畫之研究結果除了有助於瞭解致病機制之外，也可作為發展防治病害之理論基礎。將來或可發展出抑制 MopB 功能之藥物，達到控制病原性之目的。此研究在學術上，在實際應用上均有其重要性。