ppGpp对番茄溃疡病菌和十字花科黑腐病菌生长影响

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　 项目名称 ppGpp 对番茄溃疡病菌和十字花科黑腐病菌生长的影响 项目起止时间 2021.12-2022.12 项目申请人情况 姓名 罗来鑫 性别 男 出生日期 1974.12 最后学历与学位 博士 专业技术职务 副教授 从事专业 植物病理学 一、 项目概况 鸟苷四磷酸（ppGpp）是重要的信号分子，逆境胁迫下得到积累并触发严紧反应（stringent response）。与 ppGpp 合成与水解相关的酶可以分为三个主要的组：同时具有合成与水解结构域的同源蛋白（long RelA/SpoT homologue proteins，RSH）、只具有合成功能的小分子警报素合成酶（small alarmone synthetases，SAS）和只具有水解功能的小分子警报素水解酶（small alarmone hydrolases，SAH）。文献报道，Betaproteobacteria 和 Gammaproteobacteria 中通常存在两类 RSHs 为 RelA 和 SpoT，Firmicutes 中通常只有一类RSH 为 Rel。

　番茄溃疡病菌（Clavibacter michiganensis，简称 Cm）和十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pv. campestris，简称 Xcc）是重要的种传细菌，分别是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。实验室先前的研究结果表明，Cm 中与 ppGpp 合成相关的蛋白为 Rel，Xcc 中 ppGpp合成相关的蛋白的 RelA 和 SpoT，并已经在 Cm 和 Xcc 中构建获得了 ppGpp-deficient 突变体菌株，分别为 Δrel 和 ΔrelAΔspoT。先前的报道表明 ppGpp 能影响菌株的生长，那么在Cm 和 Xcc 中 ppGpp-deficient 突变体菌株的生长是否与野生型有差异、ppGpp 在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中调控生长有什么不同，这些问题还有待于进一步探究。

　基于以上研究背景，本实验主要致力于探究 ppGpp 对番茄溃疡病菌和十字花科黑腐病菌生长的影响，以期从信号分子角度解析 ppGpp 对细菌生长的调控机制。

　二、实施计划及方案(明确各个环节对培养学生创新能力的具体思路及考核办法) 1、明确 ppGpp 对 Cm 和 Xcc 生长是否有影响：对 Cm WT 和 Δrel 、 Xcc WT 和 ΔrelAΔspoT进行培养并摇培，在 600 nm 波长下测定吸光值，同时利用稀释涂平板法测得上述菌株的可培养菌体数量，以明确 ppGpp 是否对菌株的生长有影响。

　2、ppGpp 是否对菌体形态产生影响，从而影响了菌株的生长：对 Cm WT 和 Δrel 、 Xcc WT和 ΔrelAΔspoT 进行革兰氏染色，用光学显微镜观察菌体的形态；利用原子力显微镜观察菌体的形态。

　3、本项目涉及到 Cm 和 Xcc 的培养、多功能酶标仪测定吸光值、分光光度计测定吸光值、稀释涂板法获得菌体数量、革兰氏染色、光学显微镜的应用等，主要培养学生的病原菌培养、光学电镜、原子力显微镜的使用等基本的实验操作技术。

　4、课题总结与汇报：指导学生对数据和结果进行综合分析。该环节主要是培养学生在实验数据归纳、分析、总结的能力。

　考核办法:提交 URP 结题报告。

　 三、项目实施的基础和条件 1、本项目组所在的实验室、植病系公共实验平台具备有开展本项目研究所需的仪器设备。

　2、本项目组所在实验室从事番茄溃疡病菌和十字花科黑腐病菌相关研究多年，近年来也对ppGpp 展开了深入的研究，并在 Cm 和 Xcc 中获得了 ppGpp 突变体菌株，充分的试验材料能保证试验的正常进行。

　四、学生提交的成果 1、试验数据和照片。

　2、URP 实验记录。

　3、URP 结题报告书。

　五、经费预算 1、购买培养基、染料及 96 孔板：0.2 万元； 2、购买离心管、枪头等实验相关耗材：0.1 万元。

　上述各项合计费用 0.3 万元。

　六、学院 URP 领导小组意见

　签字 （盖章）

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