申氏杆菌37-1中群体感应淬灭内酯酶AiiS的功能分析
2021-10-22饶荣华张俊威吴小刚
饶荣华,张俊威,吴小刚*
(1.广西农业环境与农产品安全重点实验室/广西大学农学院,南宁 530004;2.中国农业大学植物保护学院,北京 100193)
群体感应系统(quorum sensing,QS)是细菌群体利用自身产生的信号分子进行交流,调控相关基因表达,从而影响细菌多种生物学性状的一种重要调控机制[1]。这一调控机制赋予了细菌一定的社会性能力,可帮助其快速适应外部多变的环境[2]。目前研究表明,QS系统控制细菌的生物学功能,包括胞外裂解酶的产生、生物发光、抗生素的合成及Ti质粒的结合转移等[3]。许多植物革兰氏阴性病原细菌的致病相关基因表达也受QS系统严格调控,如引起马铃薯、大白菜和胡萝卜等多种作物软腐病的胡萝卜软腐果胶杆菌Pectobacterium carotovorum subsp.carotovora(Pcc),在侵染寄主植物的过程中可合成果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等胞外酶,从而破坏植物细胞壁,造成软腐症状[4]。而这些胞外水解酶的产生即受到ExpI/ExpR QS系统的严格调控[5]。除果胶杆菌外,QS系统还影响其他植物病原细菌的致病性,如根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens中TraI/TraR QS系统利用其产生的信号分子3-氧-辛酰高丝氨酸内酯(3-oxo-octanoyl-homoserine lactone,3-oxo-C8-HSL)激活tra调节子的表达,引起感病寄主植物的根癌病[6]。同样,引起玉米细菌性枯萎病的斯氏泛菌 Pantoea stewartii ssp.stewartii,其主要致病因子胞外多糖(exopolysaccharide)的产生受EsaI/EsaR QS系统的调控,QS系统相关突变体的致病力较野生菌株显著降低[7]。这些研究结果表明,QS系统广泛参与调控植物病原细菌的致病性。
QS系统在植物病原细菌致病过程中起到关键作用,但该系统缺失并不影响细菌的生长,因此QS系统作为细菌病害防治的新靶点是目前微生物学领域的研究热点和重点之一,而对细菌QS系统的干扰和破坏被称为群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)[8]。……
