[发明专利]抑制植物病原细菌GacS/GacA双组份调控系统生防菌株GacAI及应用

说明书

本发明提供抑制植物病原细菌GacS/GacA双组份调控系统生防菌株GacAI及应用，生防菌株分类命名为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)GacAI，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏日：2018年6月11日，保藏号：CGMCC No.15939，该枯草芽孢杆菌GacAI次生代谢产物可有效抑制植物病原细菌中GacS/GacA系统表达，从而影响致病基因如果胶酸裂解酶等编码基因的表达，由该枯草芽孢杆菌GacAI为有效成分制备的悬浮剂可有效防治大白菜软腐病，对大白菜软腐病的防治效果达到84.1％。

技术领域：

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种抑制细菌GacS/GacA双组份调控系统生防菌株GacAI及其应用。

技术背景:

细菌在特定的生境中存活能力需要协调适当基因的表达以应对环境的变化。为应对复杂的外界环境，细菌进化出了多种感应调控系统如GacS/GacA双组分调控系统(two-component regulatory system；TCS)，监测外界环境变化，并对环境变化做出适当的适应性反应。GacS/GacA系统由感应激酶(sensor kinase)GacS和相应的反应调控因子(response regulator)GacA组成。通过与信号分子相互作用，感应激酶GacS自体磷酸化。磷酸化的GacS将磷酸基团转移给相应的反应调控因子GacA，活化的GacA可调控下游靶标基因的表达(Heeb,S.,and D.Haas.(2001).Regulatory roles of the GacS/GacA two-component system in plant-associated and other Gram-negativebacteria.Mol.Plant-Microbe Interact.14:1351-1363.)。目前该调控系统是备受研究者重视的细菌致病性研究热点之一。

多种植物革兰氏阴性病原细菌致病性相关基因的表达受到GacS/GacA系统的严格调控。如：引起马铃薯、甘蓝、胡萝卜等多种植物软腐病的胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,Pcc)在侵染寄主植物时合成的大量水解酶，如：果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶等，破坏植物细胞壁，造成软腐症状。这些破坏寄主细胞壁的胞外酶及其它与寄主植物互作的毒性因子的产生均受GacS/GacA系统的严格调控(Cui,Y.,A.Chatterjee,and A.K.Chatterjee.(2001).Effects ofthe two-component system comprising GacA and GacS of Erwinia carotovorasubsp.carotovora on the production of global regulatory rsmB RNA,extracellular enzymes,and HarpinEcc.Mol.Plant-Microbe Interact.14:516-526.)。除软腐病果胶杆菌外，GacS/GacA系统还在其他植物病原细菌中影响致病性表达。如：引起葡萄皮尔斯病的木质部难养菌(Xylella fastidiosa)，其与致病相关因子如附着能力和生物膜的形成等受GacS/GacA系统的调控，GacS/GacA系统突变体的致病力显著降低(Shi,X.Y.,C.K.Dumenyo,R.Hernandez-Martinez,et al.(2009).Characterization ofregulatory pathways in Xylella fastidiosa:genes and phenotypes controlled bygacA.Appl.Environ.Microbiol.75:2275-2283.)。丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)在寄主植物上的定殖以及多种毒性因子的产生也需要GacS/GacA系统的参与(Chatterjee,A.,Y.Cui,H.Yang,et al.(2003).GacA,the response regulator of a two-componentsystem,acts as a master regulator in Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000 bycontrolling regulatory RNA,transcriptional activators,and alternate sigmafactors.Mol.Plant-Microbe Interact.16:1106-1117.)。植物病原细菌Dickeyadadantii中GacS/GacA系统通过影响果胶裂解酶、蛋白酶、纤维素酶和三型分泌系统的表达，在该菌致病过程中起到重要作用(Yang,S.Q.,Q.Peng,Q.,Zhang,et al.(2008).Dynamic regulation of GacA in type III secretion,pectinase gene expression,pellicle formation,and pathogenicity of Dickya dadantii(Erwinia chrysanthemi3937).Mol.Plant-Microbe Interact.21:133-142.)。同样，水稻白叶枯病菌(Xanthomonasoryzae pv.oryzae)中缺失GacS/GacA双组份调控系统可显著影响菌株的运动性，而细菌运动性与该菌致病性密切相关(许景升，吴茂森，何晨阳.(2010).水稻白叶枯病菌双组分调控系统应答调节子基因gacA_xoo的功能鉴定.植物病理学报.40(3):282-289.)。上述报道表明，GacS/GacA系统广泛参与病原细菌致病性的调控。