RetS-TetR1环境感应通路调控猕猴桃溃疡病菌III型分泌系统及毒力的分子机制

这篇研究揭示了假单胞菌(Psa)中RetS-TetR1双组分系统(TCS)通过直接激活hrpR/S-hrpL级联通路调控III型分泌系统(T3SS)的分子机制。通过基因敲除、转录组分析和电泳迁移实验(EMSA)证实TetR1作为首个TetR家族转录因子直接结合hrpR/hrpl启动子，而RetS作为上游组氨酸激酶通过调控tetR1表达形成级联网络，为防治猕猴桃细菌性溃疡病提供了新靶点。

　　

RetS介导的环境感应协调TetR1依赖性调控机制

ABSTRACT
猕猴桃细菌性溃疡病由Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa)引起，其致病性依赖III型分泌系统(T3SS)。研究首次在Psa生物型3菌株S26中发现TetR/AcrR家族转录因子C_22735 (tetR1)和组氨酸激酶C_04700 (retS)通过hrpR/S-hrpL通路调控T3SS。突变体在猕猴桃叶片和烟草中表现出显著降低的致病性和过敏反应(HR)，转录组分析揭示tetR1与retS突变体存在68个共同下调基因，表明二者协同调控T3SS核心基因。

关键发现

1. TetR1正向调控T3SS表达
   通过构建基因敲除(Δ22735)、回补(C22735)和过表达(OE22735)菌株，发现tetR1缺失导致hrpR、hrpS和hrpL表达量在猕猴桃枝条接种后3-7天显著降低。Western blot和电泳迁移实验(EMSA)证实TetR1蛋白直接结合hrpR和hrpL启动子区域，且结合强度随蛋白浓度增加而增强。

2. 环境信号调控TetR1活性
   纳米荧光素酶报告系统显示：

• 渗透压：150 mM NaCl使tetR1和hrpA启动子活性达到峰值
• 温度：25°C最利于hrpL/hrpl表达
• 碳源：D-果糖和蔗糖通过激活tetR1诱导T3SS，而D-葡萄糖和甘露醇则通过独立通路
• 化学物质：木质素(Li)在4小时显著提升tetR1表达，而4-甲氧基肉桂酸(TMCA)抑制T3SS基因

1. RetS-TetR1级联调控网络
   retS突变体与tetR1突变体表型相似，均导致hrpA表达量下降80%。RNA-seq分析发现retS通过上调tetR1表达(Log₂
   FC=-1.14)驱动T3SS激活，而tetR1不影响retS表达，证实RetS作为上游传感器、TetR1作为下游效应器的单向调控关系。

创新价值
该研究首次阐明：

1. TetR1是连接RetS双组分系统与HrpR/S-HrpL通路的枢纽
2. 发现环境信号(如果糖、木质素)通过TetR1调控T3SS的新机制
3. 为开发靶向RetS-TetR1通路的猕猴桃溃疡病防控策略提供理论依据

MATERIALS AND METHODS
实验采用Psa S26菌株，通过转座子文库筛选和DNA pull-down技术鉴定靶基因。启动子活性通过纳米荧光素酶报告系统检测，病原性评估采用猕猴桃叶盘浸泡法和枝条创伤接种法。RNA-seq数据经DESeq2分析，GO/KEGG富集显示差异基因显著集中于T3SS分泌途径(校正P<0.05)。

DISCUSSION
与已知的PsrA等TetR家族调控因子不同，TetR1直接激活而非抑制T3SS基因。RetS的同源基因在Pseudomonas aeruginosa中调控生物膜形成，而在Psa中特异性调控毒力，反映病原菌的进化适应性。研究局限性在于尚未解析TetR1配体结合域的具体信号分子，未来可通过结构生物学进一步揭示其激活机制。