解析孟加拉国水稻细菌束枯病病原菌稻黄单胞杆菌（Burkholderia glumae）和致病鞘腐病菌（B. gladioli）的致病机制

《BMC Microbiology》：Characterization of virulence mechanisms of Burkholderia glumae and B. gladioli causing bacterial panicle blight of rice in Bangladesh

　　

摘要

背景

由和引起的稻细菌穗颈瘟（BPB）威胁着全球水稻产量，并已见于孟加拉国的报道。本研究旨在分离和表征与BPB相关的菌株，探究其致病力机制，并为潜在的病害管理策略提供依据。

方法

采用S-PG培养基和 PCR扩增，分析了来自孟加拉国20个县的300份BPB感染样本，鉴定出46株疑似分离株和5株疑似分离株。选取其中20株进行深入的表征分析。利用水稻穗接种和洋葱鳞茎试验评估这些分离株的致病力，同时进行毒黄素产生、水解酶活性、运动性及III型分泌系统的表型测试。通过BDBgla132A和BD_21g的比较序列分析，表征了目标致病相关基因库和氨基酸一致性。利用体外RT-qPCR定量检测选定致病基因的表达量，将转录谱与表型致病力特征相关联。

结果

致病力测试表明，代表分离株BD_21g（）致病力最强，其次是BDBgla132A（）。水稻上的病害严重程度与洋葱鳞茎试验结果高度相关，验证了其作为快速致病力筛选工具的有效性。对20株分离株的表型表征显示，毒黄素产生、脂肪酶活性、聚半乳糖醛酸酶活性、运动性及III型分泌系统活性存在显著差异。BDBgla132A与BD_21g致病相关基因的比较序列分析表明，蛋白序列一致性较高，尤其在毒黄素合成（，98.11%）和转运（，97.48%）基因中尤为显著。相反，编码脂肪酶（/）、聚半乳糖醛酸酶（/）和运动性的基因显示出中等至高度的序列一致性。两个物种均保留了与同源致病相关基因，但所检验的分离株表现出不同的致病策略。RT-qPCR结果显示，与BDBgla132A相比，表征分离株BD_21g中毒黄素和脂肪酶编码基因的表达量显著更高，这与BD_21g升高的酶活性能量密切相关。相反，BD_21g果胶溶解和鞭毛基因的表达量低于BDBgla132A，这与BDBgla132A表现出的更强果胶溶解活性和运动性一致。

结论

这些结果表明，代表分离株BD_21g（）和BDBgla132A（）在水稻感染过程中致病相关基因表达和致病力存在差异，为孟加拉国潜在的BPB管理方法提供了见解。