细菌群体感应机制与动植物病原菌的致病力.pdf

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1、第20卷第2期河北省科学院学报VoI.20No.22003年5月JournaIoftheHebeiAcademyofSciencesMay2003＊文章编号：1001-9383（2003）02-0124-05细菌群体感应机制与动植物病原菌的致病力1222宋水山，赵占良王立杰白志奇（1.河北省科学院生物研究所，石家庄，050051；2.河北省隆尧县动物检疫站，隆尧，055350）【摘要】N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）作为信号分子介导的细菌群体感应机制参与许多生物学功能的调节，当侵染动植物寄主组织的病原

2、菌繁殖到一定量时，细菌本身产生的AHLs积累到临界浓度，AHLs与胞内特异受体结合，启动致病因子的表达。利用AHLs降解酶和AHLs类似物的特性，干扰和破坏病原菌的AHLs-群体感应机制，将为利用现代生物技术防治此类细菌病害开辟了一条全新的途径。【关键词】细菌群体感应机制；N-酰基高丝氨酸内酯；细菌信息素；生物防治【中图分类号】O939.1【文献标识码】ABacterialguorumsensingandpathogenicityofplantandanimalbacterialpathogens12

3、22SONGShui-shan，ZHAOZhan-liang，WANGLi-jie，BAIZhi-gi（1.BiologyInstitute，HebeiAcademyofSciences，Shijiazhuang050051，China；2.LongyaoStationofAnimalOuarantine，Hebei055350，China）AbstractBacteriaIN-AcyI-L-homoserineIactones（AHLs）-mediatedguorumsensingisin-voIv

4、edinthereguIationofdiversebioIogicaIfunctions.AsthebacteriaIpathogenpopuIationdensityincreases，AHLsconcentrationsecretedbypathogenreachesathreshoIdandtheninter-actswiththeirintraceIIuIarreceptorsandtriggersexpressionofviruIencegenes.Itisapromis-ingappro

5、achtobioIogicaIIycontroIbacteriaIdiseasesinpIantandanimaIbymanipuIatingbac-teriaIAHL-guorumsensingwithAHLs-degradingenzymeandAHLhomoIogy.KeywordsBacteriaIguorumsensing；N-acyI-L-homoserineIactones；BacteriaIsignaI；Bio-controIErwinia（欧文氏菌）和许多其它细菌不仅可以感应其自身群

6、体密度的增加，而且可以做出相应的反应。当其群体密度达到一定程度时，其生理学状态发生急剧变化，通常由独立、游离的生活方式转变为特异寄主依赖型生活方式。这一过程被称为“群体感应机制”［1］（Ouorumsensing）或“自身诱导过程”（Autoinduction）。细菌细胞通过低分子量信号分子进行个体间信息交流，从而引发一系列特异基因的表达来完成这一群体感应机制。这收稿日期：2003-02-18＊作者简介：宋水山（1963-），男，副研究员，主要从事微生物生物技术研究第2期宋水山等：细菌群体感应机制与动

7、植物病原菌的致病力125些低分子量信号分子有N-酰基-L—高丝氨酸内酯（N-acyl-L-homoSerinelactoneS，AHLS），丁酸内酯、氨基酸、肽链、低分子量的脂类等多种类型，其中AHLS调控系统广泛存在于革兰氏阴性菌，参与调控许多生物学功能，包括植物和人类病原菌Erwinia，Pseudomonas（假［2-10］［11］单胞菌）的发病，Agrobacteriumtumenfaciens（根癌农杆菌）Ti质粒的接合转移，［8，12］［13，14］细菌抗生素的合成和假单胞菌生物膜的形成。

8、近年来，AHLS对动、植物病原菌发病的调控作用引起国际学术界的广泛关注，亦成为以生物技术防治细菌病害的新靶点。笔者将综述这方面的研究进展，并展望AHL调控系统在细菌病害生物防治中的应用前景。1!"#$群体感应机制在细菌生长早期，LuXI蛋白以S—腺苷甲硫氨酸（SAM）和脂酰载体蛋白（ACP）为底物合成自身诱导物（Autoinducer）AHLS，随着细菌细胞密度的增大，产生的AHLS逐渐增多，当AHLS在细胞外积累到一定浓度即临界值时，AHLS进入细胞与