稻黄单胞菌稻生致病变种(Xoc)造成水稻细菌性条斑病(BLS),是水稻常见的细菌病害之一,该系统也是病原细菌-宿主植物互作模式系统。Xoc完成侵染需面对多种环境胁迫,其中氧化胁迫是植物病原细菌常见环境胁迫。病原物与寄主植物防卫反应长期对抗,使其逐渐进化出一套氧化胁迫响应机制。病原体通过整合多种环境信号来调控宿主毒力基因的表达,在这个过程中,非编码小RNA(sRNAs)可以作为转录后调节因子在病原菌调节毒力中发挥作用。细菌sRNA主要通过与靶基因碱基互补配对调节其转录水平发挥多种生物学功能。在本研究中,我们发现sRNA Xonc3711能够在Xoc的氧化应激应答中发挥作用。反式编码sRNA Xonc3711通过部分碱基互补配对与xoc_3982 mRNA编码区域结合来抑制DNA结合蛋白Xoc_3982的表达水平,并且xoc_3982转录本的降解过程需要核酸内切酶RNase E的参与。Xonc3711的缺失导致鞭毛相关基因的抑制并减弱生物膜的形成,从而降低了对氧化应激的耐受性。此外,通过染色质免疫共沉淀技术(ChIP-Seq)和凝胶迁移实验(EMSA)表明,Xoc_3982抑制了三型效应因子xopC2的转录水平,从而有助于增强Xoc BLS256的毒力。本研究描述了sRNA Xonc3711通过感知外部环境中的信号参与菌体氧化胁迫响应来调节Xoc中的多个性状,最终提升Xoc在水稻叶内定殖能力和毒力。该研究对进一步揭示细菌致病机理等和防控所致的植物病害提供了新的思路。


图 Xonc3711介导的鞭毛产生和毒力调控示意图 图 Xonc3711介导的鞭毛产生和毒力调控示意图


  研究成果以”A key antisense sRNA modulates the oxidative stress response and virulence in Xanthomonas oryzae pv. oryzicola”发表在PLoS Pathogens,该研究得到该研究得到科技部重点研发计划(2017YFD0201108和2018YFD0201202)等项目支持。

  文献连接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009762