1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
水稻白叶枯病(Bacterial leaf blight，BLB)由水稻白叶枯病菌致病变种(Xanthomonas oryzaepv.Oryzae，Xoo)引起，若侵染发生在幼苗期或者分蘖期早期，会导致水稻整株枯萎，若发生在成株期，则会导致叶片变的枯长，黄化直至萎蔫死亡，造成水稻的严重减产[1]。病原菌的三型分泌系统(Type IIIsecretion system, T3SS)分泌的效应物(Effector)在致病过程中发挥着重要作用[2],黄单胞菌的T3SS效应物分为TAL效应物(Transcription activator-like effectors)和non-TAL效应物(Non transcription activator-like effectors)两大类[3]。其中TAL效应物进入寄主细胞核后可结合在寄主基因的启动子上，激活寄主抗病基因或感病基因的表达，诱导抗病或促进病害的发生[4]。根据基因对基因假说（Chen et al.,2002），Xoo毒性TAL组成和SWEET基因启动子结合位点的匹配决定Xoo-水稻互作专化性[5]。TAL效应因子与DNA的相互识别机制的研究和抗病基因、感病基因的发展，都对植物抗病育种具有重要的指导作用[6]。
蔗糖是寄主植物积累的主要光合产物之一，蔗糖的获取和代谢对细菌的致病性具有决定作用。在Xoo菌株中发现TAL效应蛋白激发的感病基因可诱导蔗糖转运蛋白SWEET基因的表达[7]，推测SWEET蛋白可提高寄主向细菌生长的质外体空间转运蔗糖的能力，使细菌获取养分进而扩展、产生病害。菌中已证实其中部分基因与细菌致病性和细菌胞外多糖产生有关，前期研究发现sux（Sucrose utilization inXanthomonas）与细菌毒力相关。该基因簇由5个基因组成，可编码由蔗糖诱导的类似于一个非PTS（Non-phosphotransferase）蔗糖通路，参与蔗糖的吸收和代谢。该基因簇包含有两个MFS（Major Facilitator Super）转运子suxA和suxC，一个分解代谢基因suxB以及一个调控基因suxR。其中，suxA编码细胞外膜上的蔗糖转运蛋白，具有一个典型的TonB特征；suxC编码一个假定的糖转运蛋白，使底物分子的运输通过细胞内膜。SuxB编码淀粉水解酶SUH；suxR编码一个LacI/GalR家族的转录抑制子，这个基因的突变体中其他sux基因组成型高表达，但不影响它们的功能。这种调控会使糖代谢保持在一个适当的水平，从而细菌适应任何特定时间下它们的糖类代谢能力[8]。
体外转录可用于许多需要合成具有生物活性的RNA的反应，如体外翻译和合成tRNA,rRNA,cRNA等[9]。细菌挟持寄主的蔗糖转运蛋白已有文献报道，为解决细菌自身是如何吸收蔗糖的问题，本课题采用体外转录的方法，在外源系统--非洲爪蟾卵母细胞（South African clawed frog Xenopus laevis）中分别单独或组合表达推测组成转运通道的三个基因的产物，对水稻白叶枯病菌蔗糖转运蛋白的功能特性进行研究。通过观察爪蟾卵母细胞是否具有运输蔗糖的作用，研究sux基因是否是病原菌蔗糖运输通道，及运输通道的组成元件[10]。2. 研究的基本内容和问题
研究目标和内容：
构建各Sux基因缺失突变体，测定单独表达suxA、suxB、suxC基因，以及两基因同时表达或三个基因同时表达时爪蟾卵母细胞的直径，以此判断爪蟾卵母细胞对蔗糖的输入能力。
拟解决的关键问题：
3. 研究的方法与方案
实验方法和方案：
构建遗传元件，在异源系统---非洲爪蟾卵母细胞中表达各类Sux基因，利用图像分析软件测定基因表达后卵母细胞的直径，判断爪蟾卵母细胞对蔗糖的输入能力，说明Sux基因簇几个基因共同组成一个完整的蔗糖转运通道，明确Sux基因在细菌自身吸收蔗糖中的功能。
技术路线：
4. 研究创新点
蔗糖是寄主植物积累的主要光合产物之一，对Xoo菌株来说，蔗糖的获取和代谢对细菌的致病性具有决定作用。细菌挟持寄主的蔗糖转运蛋白已有文献报道，本课题通过构建遗传原件，在爪蟾卵母细胞中表达推测组成蔗糖转运通道的Sux基因的产物，观察其在爪蟾中是否同样具有运输蔗糖的作用，以研究sux在细菌自身吸收蔗糖中的功能。
在原生系统中表征植物转运蛋白的功能可直接涉及生物功能，但在植物细胞中直接研究基因功能存在一些技术和生物上的缺点，如蛋白表达低、信噪比低等。而大多数植物转运蛋白在非洲爪蟾卵母细胞等异源系统中具有功能特征，爪蟾卵母细胞作为克隆基因的功能检测系统，具有材料易得、材料体积大易于操作和微注射、转录率正确高和转录效率高、信噪比高和环境易于控制(Miller Zhou, 2000)等优点。它们提供了一种准备就绪的翻译机制，将外来蛋白定位到正确的亚细胞间隙中，可用于大量生产目标外源蛋白。外源基因导入这种活细胞后不会发生整合等复杂过程，故不存在宿主DNA对异源基因表达的影响。基于以上优点，该系统可作为研究植物转运蛋白功能的理想表达系统。故本课题采用爪蟾卵母细胞来表达sux基因，以确定基因功能，进而研究水稻白叶枯病菌蔗糖转运蛋白的功能特性。
5. 研究计划与进展
研究计划：
1、构建遗传元件；
2、完成sux基因在爪蟾卵母细胞中的表达，测定细胞直径；
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