番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病菌無(wú)毒基因研究進(jìn)展

張?jiān)戮辍≈煨阈恪￡悺⌒隆≮w廷昌

摘要番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病是影響番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的重要病害，Pseudomonas syringae pv.tomato(Pst)為其病原菌，其與番茄的互作系統(tǒng)是研究植物抗感病機(jī)理的典型模式系統(tǒng)。Pst存在2種無(wú)毒基因：avrPto和avrPtoB，它們編碼的蛋白質(zhì)均能與番茄抗性基因P￡0編碼的serThr蛋白激酶互作，符合Flor“基因?qū)颉睂W(xué)說(shuō)。AvrPto和AvrPtoB在表達(dá)Pto的抗性植物中，與Pto互作，表現(xiàn)無(wú)毒功能，引發(fā)植物防御反應(yīng)；而在缺失Pto的感病植物中，它們具有毒性，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)。本文綜述了番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病菌無(wú)毒基因avrPto及avrPtoB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能，這有助于了解病原物與植物的互作機(jī)制，對(duì)認(rèn)識(shí)植物的感病性、抗病性以及植物防御反應(yīng)都具有重要意義。

關(guān)鍵詞無(wú)毒基因；抗病基因；植物防御反應(yīng)；過(guò)敏性壞死反應(yīng)

中圖分類號(hào)S 436.412.1

番茄是重要的經(jīng)濟(jì)作物，每年因病蟲(chóng)危害，造成其大量減產(chǎn)。番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病是危害番茄生產(chǎn)的重要病害之一，為一種世界性病害，主要危害番茄的葉、莖、花、葉柄和果實(shí)。自1933年首次報(bào)道以來(lái)，在全球26個(gè)國(guó)家均有發(fā)現(xiàn)，我國(guó)也于1998年發(fā)現(xiàn)。據(jù)報(bào)道，該病可造成5％～75％的產(chǎn)量損失。該病的病原菌是丁香假單胞番茄致病變種Pseudo—monas syringae pv.tomato(Pst)。

Pst與番茄的互作系統(tǒng)是研究病原物與植物互作的典型模式系統(tǒng)，該系統(tǒng)的無(wú)毒基因(avirulencegene，avr)和抗病基因(resistence gene，R)符合Flor“基因?qū)颉睂W(xué)說(shuō)。當(dāng)病原物中存在無(wú)毒基因avrPto或avrPtoB，寄主中存在并表達(dá)相應(yīng)抗病基因Pto時(shí)，無(wú)毒蛋白就會(huì)與抗病蛋白相識(shí)別，激活植物防御反應(yīng)系統(tǒng)，引起過(guò)敏性壞死反應(yīng)(hypersensi—tive reaction，HR)，從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。

本文綜述了番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病無(wú)毒基因avrPto及avrPtoB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能，從無(wú)毒基因的角度闡述病原物與植物的互作機(jī)制，這對(duì)認(rèn)識(shí)植物的感病性、抗病性以及植物防御反應(yīng)都具有重要意義。

1病原菌Pseudomonas syringae pv. tomato

Pseudomonas syringae是農(nóng)業(yè)上重要的植物病原細(xì)菌，根據(jù)其宿主特異性，該菌可分為50多個(gè)致病變種Pst是其中的一個(gè)致病變種，該菌菌體短桿狀，直或稍彎，單細(xì)胞，大小為(0.1～1)μm×(1.5～4)μm，革蘭氏陰性，在含蔗糖的培養(yǎng)基上能產(chǎn)生綠色熒光，超過(guò)41℃不能生長(zhǎng)。該菌株能夠侵染番茄和擬南芥。

Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000是Pseudomonas syringae pv.tomato的模式種，2003年C.R.Buell等報(bào)道了它的全基因組序列，這是丁香假單胞菌屬中第一個(gè)被完全測(cè)序的菌株，此工作的完成為研究Pst的致病機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。Pst存在2個(gè)小種：0號(hào)小種和1號(hào)小種，2個(gè)小種的區(qū)別在于它們對(duì)抗病番茄具有不同的毒力。在抗病番茄上接種Pst的0號(hào)小種，植物會(huì)產(chǎn)生HR反應(yīng)；而在抗病番茄上接種1號(hào)小種，Pst大量增殖，引起感病反應(yīng)。如果將O號(hào)小種或1號(hào)小種接種于不表達(dá)Pro的感病番茄植株上，它們都會(huì)引起番茄的感病反應(yīng)。

2無(wú)毒基因簡(jiǎn)介

植物機(jī)體內(nèi)存在防御機(jī)制，當(dāng)植物受到病原菌侵襲時(shí)，能夠檢測(cè)到病原菌，從而延遲或抑制疾病的發(fā)生。植物的防御反應(yīng)包括兩種：一種是基礎(chǔ)防御反應(yīng)，包括細(xì)胞壁的加厚，防御相關(guān)蛋白的表達(dá)等；另一種是依賴于抗性蛋白的HR反應(yīng)，是指在抗病植物中存在抗病基因(R)，其表達(dá)的抗病蛋白(R蛋白)能夠識(shí)別病原菌Ⅲ型分泌系統(tǒng)(typeⅢse—cretion system，TTSS)的效應(yīng)因子，與之互作，從而激活植物防御反應(yīng)系統(tǒng)，引起過(guò)敏性壞死反應(yīng)(HR)，過(guò)敏性壞死反應(yīng)的主要表現(xiàn)就是引起侵染位點(diǎn)的局部快速的程序性壞死反應(yīng)(programed cell death，PCD)，從而抑制侵染位點(diǎn)病原菌的生長(zhǎng)和擴(kuò)展。

病原菌必須克服植物防御反應(yīng)，從中獲得營(yíng)養(yǎng)得以增殖，才能夠使植物發(fā)病。很多革蘭氏陰性菌侵襲植物都需要TTSS，病原菌通過(guò)TTSS將效應(yīng)蛋白注入植物體內(nèi)，這些蛋白進(jìn)入寄主細(xì)胞后，可以通過(guò)修飾或改變寄主的關(guān)鍵蛋白來(lái)促使植物發(fā)病。目前已鑒定了50多種可以進(jìn)入寄主細(xì)胞的病原菌效應(yīng)蛋白，這些效應(yīng)蛋白進(jìn)入寄主細(xì)胞后，修飾或改變寄主的關(guān)鍵蛋白以改變植物的生理狀態(tài)，抑制植物防御反應(yīng)，從而提高病原菌的生存適合度，最終導(dǎo)致其大量增殖，致使植物發(fā)病。TTSS中編碼Ⅲ型泌出通道的hrp(HR and patho—genicity)和hrc(HR and conserved)基因、編碼效應(yīng)蛋白的avr(avirulence)和hop(Hrp—dependent out protein，依賴hrp的泌出蛋白)基因，均決定著植物病原細(xì)菌在寄主和非寄主植物上的反應(yīng)。

無(wú)毒基因是病原菌的遺傳因子，其編碼產(chǎn)物能夠激發(fā)病原物與寄主特異性互作。病原物無(wú)毒基因與植物抗病基因產(chǎn)物之間相互作用導(dǎo)致產(chǎn)生的基因?qū)蚩剐允侵参锟共⌒缘闹匾问?。無(wú)毒基因(avr)被認(rèn)為是一類兩性效應(yīng)因子(bifunc—tional effector)，在決定病原細(xì)菌的無(wú)毒性和致病性兩方面均起作用：在含互補(bǔ)抗病基因植物中表現(xiàn)無(wú)毒效應(yīng)，而在不含互補(bǔ)抗病基因植物中顯示毒性效應(yīng)。雖然大部分無(wú)毒蛋白的功能至今還不清楚，但已探清一些無(wú)毒蛋白的氨基酸序列和已知蛋白序列同源，如avrBs3、pthA以及avrb6都具有NLS(nuclear localization signal)序列，將含有放射性標(biāo)記的基因嵌入到NLS區(qū)，能定位到細(xì)胞核中。這就表明，定位于細(xì)胞核對(duì)于發(fā)揮無(wú)毒基因功能是必要的。

Pst存在2種無(wú)毒基因：無(wú)毒基因avrPto和avrPtoB。這2種無(wú)毒基因均已克隆并獲得全序列，1992年從Pst的O號(hào)小種中克隆到無(wú)毒基因avrP-to，2002年又克隆到了無(wú)毒基因avrPtoB。avrPto和avrPtoB序列一致性很低，分別編碼具有18ku和59ku的蛋白質(zhì)。關(guān)于它們的功能，2005年N.C.Lin等構(gòu)建了DC3000△avrPto、△avrPtoB以及△avrPto△avrPtoB突變體，分別接種于感病番茄上，發(fā)現(xiàn)野生型DC3000引起的癥狀較單突變體的癥狀嚴(yán)重，單突變體的癥狀又較雙突變體嚴(yán)重，而菌群數(shù)量沒(méi)有差別。由此可見(jiàn)，avrPto和avrPtoB是Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000上僅

有的無(wú)毒基因。

AvrPto—Pto和AvrPtoB—Pto符合Flor“基因?qū)颉睂W(xué)說(shuō)。AvrPto和AvrPtoB通過(guò)TTSS進(jìn)入到植物體中，在缺失Pto的感病番茄中，它們是毒性因子，能夠促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)；在表達(dá)Pto的抗病番茄中，它們作為無(wú)毒因子，能夠引起宿主的HR反應(yīng)。Pto存在于抗病番茄中，編碼一個(gè)絲氨酸一蘇氨酸(Ser-Thr)的蛋白激酶，它能特異性的識(shí)別avrPto或avrPtoB編碼的無(wú)毒蛋白，激活植物防御反應(yīng)系統(tǒng)，從而引發(fā)植物的抗病反應(yīng)。

3無(wú)毒基因avrPto

3．1avrPto基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

無(wú)毒基因avrPto存在于Pst O號(hào)小種中，于1992年首次分離。無(wú)毒基因avrPto編碼一個(gè)由164個(gè)氨基酸組成的18ku親水性蛋白質(zhì)，其N末端具有十四烷基結(jié)構(gòu)域和棕櫚酸鹽結(jié)構(gòu)域，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域能將蛋白定位并穩(wěn)定于植物細(xì)胞膜上。缺失．N末端十四烷基結(jié)構(gòu)域的AvrPto突變體G2A，不能將AvrPto定位于植物細(xì)胞膜上，也不能與Pto互作，從而不能引起基于Pto介導(dǎo)的抗病反應(yīng)。因此，推測(cè)無(wú)毒蛋白AvrPto在Pst的細(xì)胞質(zhì)中合成，通過(guò)TTSS進(jìn)入到植物細(xì)胞中，在植物細(xì)胞膜上與Pto識(shí)別、互作、引起植物的抗病反應(yīng)。AvrP—to和其他無(wú)毒蛋白一樣，在GenBank和EMBL中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它的同源序列。

avrPto啟動(dòng)子上游具有hrp基因簇，該基因簇位于-42至-34區(qū)域，能夠調(diào)節(jié)avrPto的表達(dá)，缺失突變-34區(qū)域能引起avrPto mRNA表達(dá)量急劇下降，因此該位點(diǎn)可能是轉(zhuǎn)錄因子的識(shí)別位點(diǎn)。-37至-31的核苷酸序列TGGAACC，除了存在于avrPto的上游以外，也存在于其他很多無(wú)毒基因的上游，例如，avrPph3、avrB、avrC、avrD、avrRpt2以及hrpAB、hrpF、hrpS。但是，還沒(méi)有直接的試驗(yàn)結(jié)果證明該位點(diǎn)是轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。

分析AvrPto—Pto互作的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)AvrPto—Pro的互作依賴于AvrPto的一端的螺旋束和GINP結(jié)構(gòu)域(Gly-Ile-Asn-Pro)，它們分別能夠與Pro蛋白激酶的P-1環(huán)和P+1環(huán)結(jié)合。

3．2avrPto的無(wú)毒功能

avrPto在表達(dá)Pto的抗病番茄上具有無(wú)毒功能，在缺失Pto的感病番茄上具有毒性功能。將Pst1號(hào)小種接種于表達(dá)Pto的抗病番茄中，引起寄主的HR反應(yīng)；將avrPto采用農(nóng)桿菌的方法轉(zhuǎn)化到表達(dá)Pto的Nicotiana tabacum和N.benthami—aria的葉片中，能夠引起煙草的HR反應(yīng)。說(shuō)明AvrPto是一個(gè)能夠單獨(dú)起作用無(wú)毒因子，番茄Pto基因家族的成員能夠直接或間接地識(shí)別它，引起抗病反應(yīng)。

1996年Tang等通過(guò)酵母雙雜交系統(tǒng)分析AvrP—to和Pto是否能直接互作，結(jié)果表明，AvrPto能與Pto發(fā)生高度特異性互作，而與Pto基因家族的其他成員不能互作。迄今為止，通過(guò)純化的蛋白還不能證明AvrPto和Pto能否在體外互作，因此還不能證明是否有其他宿主蛋白參與互作。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)要激活植物抗性，除了需要AvrPto和Pto外，還需要富含亮氨酸重復(fù)(leucine-rich repeat，LRR)的Prf蛋白、F—box蛋白SGTl以及HSP90。

為了研究AvrPto—Pto互作機(jī)制，Shan等構(gòu)建了AvrPto的多個(gè)突變體，發(fā)現(xiàn)AvrPto的164個(gè)氨基酸并不都是與Pto互作所必需的。Lin等構(gòu)建重組AvrPto蛋白，即第1～9個(gè)氨基酸包含十四烷基化結(jié)構(gòu)域和十六?；Y(jié)構(gòu)域和部分AvrPto蛋白(29～133)組成融合蛋白，通過(guò)農(nóng)桿菌方法轉(zhuǎn)化到表達(dá)Pro基因的抗性番茄中，發(fā)現(xiàn)仍然能夠引起HR反應(yīng)；去掉N末端的30個(gè)氨基酸以及C末端的40個(gè)氨基酸也不影響AvrPto與Pto在酵母雙雜交系統(tǒng)中的互作，說(shuō)明AvrPto的N末端和C末端并不是AvrPto—Pto互作所必需的；點(diǎn)突變AvrPto蛋白164個(gè)氨基酸中的60個(gè)不影響其與Pto的互作。

一直以來(lái)，人們認(rèn)為AvrPto與Pro互作激活了Pto的激酶活性，然而，最近研究AvrPto—Pto復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，AvrPto—Pto互作并沒(méi)有改變Pto激酶活性，而是激活了Prf的活性。在缺失AvrPto時(shí)，Pto激酶上的β-1與P+1環(huán)能夠抑制Prf活性，從而抑制其介導(dǎo)的抗性反應(yīng)；一旦AvrPto與Pto互作，Pro激酶上的β－1和P+1就會(huì)和AvrPto上的螺旋束以及GINP結(jié)構(gòu)域(Gly-Ile—Asn-Pro)互作，從而改變了Pto與Prf原有的互作方式，激活Prf，引起Prf介導(dǎo)的抗病反應(yīng)。

研究還發(fā)現(xiàn)AvrPto有2個(gè)顯著的結(jié)構(gòu)域，其中由S94、I96和G99所編碼AvrPto的結(jié)構(gòu)域?qū)τ谧R(shí)別Pto蛋白中N145、P146、S147和S153編碼的結(jié)構(gòu)域很重要，它們可能參與AvrPto—Pto互作。

3．3avrPto的其他功能

AvrPto除了能夠和Pto互作，引發(fā)Pto介導(dǎo)的抗病反應(yīng)之外，還能夠抑制番茄上非寄主病原菌引起的HR反應(yīng)。Pseudomonas syringae pv.tomatoTl是N.benthamiana的非寄主病原菌，它能夠在N．bentharniana上引起HR反應(yīng)。然而在此植株上如果同時(shí)接種Pseudomonas syringae pv.tomato T1和P.s.pv.tomato DC3000時(shí)，這種壞死反應(yīng)就會(huì)被延遲；對(duì)AvrPto的突變體研究發(fā)現(xiàn)，AvrPto的某些結(jié)構(gòu)域?qū)τ谝种芇CD是必須的，如G2A，P146L以及N末端的12個(gè)氨基酸。因此，抑制宿主PCD反應(yīng)是成功侵染宿主植物的策略之一。

4無(wú)毒基因avrPtoB

avrPtoB廣泛存在于植物病原細(xì)菌各菌屬中，包括假單胞菌屬(Pseudornonas)、黃單胞菌屬(Xan—thornonas)、雷爾氏菌屬(Ralstonia)和歐文氏菌屬(Erwinia)。無(wú)毒蛋白AvrPtoB一方面在感病植株中能夠增加細(xì)菌的毒性，抑制番茄免疫反應(yīng)及PCD，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)；另一方面在抗病植物中，AvrPtoB通過(guò)Ⅲ型分泌系統(tǒng)進(jìn)入植物細(xì)胞，與抗性蛋白Pto互作，引發(fā)HR反應(yīng)。

4．1avrPtoB的發(fā)現(xiàn)

avrPtoB是偶然發(fā)現(xiàn)的，在研究avrPto時(shí)，將avrPto的缺失突變菌株接種于表達(dá)Pto的抗病番茄中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)仍然存在HR反應(yīng)。這就表明在丁香假單胞菌中可能存在第2個(gè)無(wú)毒基因，它和avrPto一樣，能夠與Pto互作，引起抗性反應(yīng)。為

了分離出該基因，Kim等利用酵母雙雜交系統(tǒng)，以Pto蛋白為誘餌，在P.s.pv.tomato DC3000的文庫(kù)中篩選和Pto互作的基因，進(jìn)而找到了avrPtoB。進(jìn)一步研究證明AvrPto和AvrPtoB都是引起Pto介導(dǎo)的植物抗病的效應(yīng)因子。

4．2avrPtoB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

avrPtoB編碼一個(gè)59ku的蛋白質(zhì)，該蛋白是一個(gè)組成性的蛋白質(zhì)，可以分為N末端和C末端兩部分(圖1)，Abranmovitch等構(gòu)建了僅包括N端1～308個(gè)氨基酸序列的AvrPtoB C末端缺失突變體，發(fā)現(xiàn)該突變體能夠在酵母雙雜交系統(tǒng)中與Pto互作，并能引起N.bentharniana的HR反應(yīng)。由此可見(jiàn)，AvrPtoB的N端是其與Pto互作所必需的。AvrPtoB的C端(308～533)具有CDS(celldeath suppressor)的活性，能夠抑制寄主植物的PCD反應(yīng)。同時(shí)其還具有的GINP結(jié)構(gòu)域，雖然對(duì)于AvrPtoB—Pto的互作沒(méi)有影響，但會(huì)影響Pto引起的HR反應(yīng)。Kim等構(gòu)建GINP位點(diǎn)突變體發(fā)現(xiàn)，AvrPtoB C末端的44個(gè)氨基酸對(duì)于抑制細(xì)胞程序性壞死反應(yīng)是必須的，當(dāng)突變?cè)?4個(gè)氨基酸，AvrPtoB突變體就會(huì)引起，N.bentharniana上的程序性壞死反應(yīng)，這種PCD反應(yīng)的獲得表明AvrPtoB的CDS活性能夠抑制Pto引起的PCD反應(yīng)。

4．3avrPtoB的分類地位

avrPtoB與virPphA是同源基因，它們同屬于HopAB基因家族的不同亞族群，其核酸有70％的序列一致性，氨基酸有52％的一致性。HopAB基因家族包括3個(gè)亞組群HopABl、HopAB2和HopAB3，分別代表基因virPphA、avrPtoB和hop-PrnaL。其中，virPphA是P.syringae pv.phaseolicola(Pph)的毒性基因。

4．4avrPtoB的功能

在抗病番茄中，AvrPtoB像AvrPto一樣，在Prf存在的情況下，能夠和抗病蛋白Pto互作，引起HR反應(yīng)。

在感病番茄中，AvrPtoB是PCD的抑制因子，能夠抑制PCD反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化AvrPto和Pto到N.benthamiana中，能夠引起HR反應(yīng)；因此，人們推測(cè)當(dāng)AvrPtoB和Pto在N.benthamiana中共表達(dá)的時(shí)候，也應(yīng)該能夠看到HR反應(yīng)，然而結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，AvrPtoB和Pto共表達(dá)時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)基于HR的PCD反應(yīng)，而是引起感病反應(yīng)。前人研究發(fā)現(xiàn)avrPtoB的同源基因vir—PphA能夠抑制基于HR的PCD反應(yīng)。因此推測(cè)avrPtoB也具有此功能，即Pto識(shí)別AvrPtoB，而AvrPtoB抑制PCD反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AvrPtoB不僅抑制Pto介導(dǎo)的PCD，還抑制抗病蛋白Cf9和小鼠蛋白Bax介導(dǎo)的PCD以及酵母的PCD。由此可見(jiàn)，AvrPtoB可能作用于真核生物PCD的一個(gè)保守因子，從而抑制PCD反應(yīng)。

AvrPtoB N端的307個(gè)氨基酸具有識(shí)別Pto和介導(dǎo)Pto抗病的功能，C末端具有CDS活性，該CDS活性與病原菌致病性有關(guān)。RG-ptoll是Pto基因突變的番茄品種，當(dāng)接種野生型DC3000至RG-ptoll，能夠引起番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病。DC3000：rout5是C末端缺失的avrPtoB突變體，接種其到RG-ptoll的植株上，卻引起HR反應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)入含有完整avrPtoB的質(zhì)粒到該突變體中，就會(huì)恢復(fù)DC3000：mut5對(duì)RG-ptoll的致病性。由此可見(jiàn)，AvrPtoB的CDS活性的喪失會(huì)令宿主獲得對(duì)Pst DC3000的免疫性，而重新獲得CDS活性又會(huì)使宿主感病。因此，CDS的活性與病原菌的致病性有關(guān)，AvrPtoB的C末端能夠抑制基于HR的PCD反應(yīng)。

基于以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)AvrPtoB的CDS區(qū)可能和另一個(gè)隱性抗病基因Rsb(resistenee sup—pressed by the AvrPtoB C-terminus)互作，Rsb基因還可能是Pto基因家族成員之一。因此，avrP—toB能夠識(shí)別2個(gè)抗病基因：Pto和Rsb。在表達(dá)Pto和Rsb的番茄中，還可能存在一個(gè)T因子，該因子能夠增強(qiáng)AvrPtoB—Pto或AvrPtoB—Rsb引起的免疫反應(yīng)，抑制CDS活性。所推測(cè)的作用機(jī)制如下：a.存在T因子的情況下，R蛋白雖然識(shí)別AvrP—toB的CDS區(qū)，但是T因子和R蛋白能夠聯(lián)合抑制AvrPtoB的CDS活性，從而引起HR反應(yīng)。如：在存在T因子、表達(dá)Pto和Rsb的抗病番茄中，T因子和Pto能夠抑制AvrPtoB的CDS活性，從而引起基于HR的PCD反應(yīng)．b.缺失T因子的情況下，R蛋白能夠識(shí)別CDS區(qū)，同時(shí)CDS抑制了R蛋白介導(dǎo)的PCD反應(yīng)。如：N.benthamiana表達(dá)Pto和Rsb卻缺失T因子，不能抑制CDS活性，因而AvrPtoB抑制Pto和Rsb介導(dǎo)的基于HR的PCD反應(yīng)，使煙草感??；c.存在T因子卻缺失R蛋白的情況下，T因子不能和R蛋白一起抑制CDS因子的CDS活性，因而CDS因子抑制其他因子引起的HR反應(yīng)。如：RG-ptoll不能正確表達(dá)Pto，而抑制AvrPtoB的CDS活性需要T因子和Pto的共同作用，因而AvrPtoB的CDS活性能夠抑制Rsb介導(dǎo)的PCD反應(yīng)，使植物感病。

5無(wú)毒基因avrPto和avrPtoB區(qū)別

雖然avrPto和avrPtoB都是Pst的無(wú)毒基因，但是無(wú)論從核苷酸水平還是氨基酸水平它們都具有很大差異。avrPto僅在假單胞屬中發(fā)現(xiàn)，而avrP—toB廣泛存在于4個(gè)屬中；avrPto編碼18ku蛋白質(zhì)，而avrPtoB編碼59ku的蛋白質(zhì)；它們雖然在蛋白質(zhì)的N末端和C末端序列具有相似性，但是AvrPtoB的N端缺乏十四烷基結(jié)構(gòu)域。

AvrPto和AvrPtoB在感病植物上引起的癥狀不盡相同，AvrPtoB在感病番茄或者是煙草上，不能夠引起嚴(yán)重的泛黃和壞死，而AvrPto可以。因此，AvrPto和AvrPtoB雖然都作為毒性因子，它們的靶標(biāo)卻可能不同?？梢钥闯觯珹vrPto和AvrPtoB都能夠與Pto互作，但是它們可能還需要其他一些不同的宿主蛋白參與下游細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

AvrPto—Pto互作方式和AvrPtoB—Pto互作方式相似，但是也存在不同之處，研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)建的2個(gè)Pro突變體能夠破壞AvrPtoB—Pto的互作，但是卻不能破壞AvrPto—Pto的互作，這就表明2個(gè)無(wú)毒蛋白與Pto的結(jié)合位點(diǎn)不同。

AvrPto和AvrPtoB都存在GINP的保守結(jié)構(gòu)域，但是功能可能不同。AvrPto蛋白的GINP結(jié)構(gòu)域位于親水性的Ω環(huán)上，可能參與AvrPto—Pto互作，突變AvrPto的GINP結(jié)構(gòu)域，就會(huì)破壞其與Pto的互作。然而，AvrPtoB的GINP結(jié)構(gòu)域不參與AvrPtoB—Pto互作，卻可能參與Pto介導(dǎo)的HR反應(yīng)，AvrPtoB的GINP突變體使AvrPtoB—Pto互作能力減弱，但不會(huì)完全破壞其互作。

6結(jié)束語(yǔ)

AvrPto和AvrPtoB都能夠在Pto表達(dá)的抗病番茄中引起HR反應(yīng)，AvrPto能夠抑制非宿主病原菌引起的HR反應(yīng)，AvrPtoB在Pto缺失的番茄中，能夠抑制PCD反應(yīng)?？梢?jiàn)，它們同時(shí)具有無(wú)毒功能和毒性功能，在表達(dá)Pto的植物中，表現(xiàn)無(wú)毒功能，與Pto互作，引發(fā)植物防御反應(yīng)；而在缺失Pto的植物中，具有毒性功能，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)。

對(duì)無(wú)毒基因的研究不僅可以了解抗病基因作用過(guò)程中信號(hào)識(shí)別與傳導(dǎo)，了解病原物與植物的互作機(jī)制，同時(shí)還對(duì)認(rèn)識(shí)植物的感病性，抗病性以及植物防御反應(yīng)都具有重要意義。