Ca2 +诱导的两组分系统CvsSR调节丁香假单胞菌pv中的III型分泌系统和胞外功能Sigma因子AlgU。番茄DC3000。,Journal of Bacteriology

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Ca2 +诱导的两组分系统CvsSR调节丁香假单胞菌pv中的III型分泌系统和胞外功能Sigma因子AlgU。番茄DC3000。
Journal of Bacteriology ( IF 2.7 ) Pub Date : 2017-12-22 , DOI: 10.1128/jb.00538-17
Maxwell R Fishman ₁ , Johnson Zhang ₁ , Philip A Bronstein _{1,

2} , Paul Stodghill ₂ , Melanie J Filiatrault _{2,

3}

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细菌的双组分系统（TCS）调节细菌生命周期的许多不同方面，包括发病机理。大多数TCS仍未鉴定，没有有关信号或调控靶标和/或在细菌发病机理中的作用的信息。在这里，我们表征了植物致病性细菌丁香假单胞菌pv中的TCS。番茄DC3000，由组氨酸激酶CvsS和响应调节剂CvsR组成。CvsSR对于丁香假单胞菌pv的毒力是必需的。番茄DC3000，因为ΔcvsS和ΔcvsR菌株产生的症状比野生型（WT）少，并且在多个宿主上显示出减少的生长。我们发现，叶质外生流体中发现的Ca2 +浓度可诱导cvsSR的表达。因此，可以将Ca2 +添加到促进丁香假单胞菌pv发病机理的信号列表中。寄主定殖期间的番茄DC3000。通过染色质免疫沉淀，然后进行下一代测序（ChIP-seq）和全局转录组分析（RNA-seq），我们可以识别CvsR调节子。CvsR直接激活调节丁香假单胞菌pv的III型分泌系统调节剂hrpR和hrpS的表达。番茄DC3000的毒力以III型分泌系统依赖。CvsR还间接抑制胞浆外Sigma因子algU的转录和藻酸盐的产生。表型分析确定，CvsSR以Ca2 +依赖性方式逆向调节生物膜形成，成群运动和纤维素生产。总体而言，我们的结果表明，CvsSR是一个关键的监管中心，对于与寄主植物的相互作用至关重要。重要事项致病细菌必须能够对周围环境做出反应并做出反应，利用可用资源，并避免或抵抗宿主的免疫反应。通常，这些能力依赖于由两个相互作用的蛋白质组成的两成分系统（TCS），这些蛋白质调节基因表达。我们在植物致病性细菌丁香假单胞菌中鉴定了一种TCS，该TCS对钙的存在作出反应，而钙是植物防御反应期间的重要信号。我们表明，当丁香假单胞菌在钙的存在下生长时，该TCS调节导致疾病的因子的表达。总体而言，我们的结果更好地了解了细菌病原体如何响应植物信号和引发疾病所需的控制系统。通常，这些能力依赖于由两个相互作用的蛋白质组成的两成分系统（TCS），这些蛋白质调节基因表达。我们在植物致病性细菌丁香假单胞菌中鉴定了一种TCS，该TCS对钙的存在作出反应，而钙是植物防御反应期间的重要信号。我们表明，当丁香假单胞菌在钙存在下生长时，该TCS会调节导致疾病的因子的表达。总体而言，我们的结果更好地了解了细菌病原体如何响应植物信号和引发疾病所必需的控制系统。通常，这些能力依赖于由两个相互作用的蛋白质组成的两成分系统（TCS），这些蛋白质调节基因表达。我们在植物致病性细菌丁香假单胞菌中鉴定了一种TCS，该TCS对钙的存在作出反应，而钙是植物防御反应期间的重要信号。我们表明，当丁香假单胞菌在钙的存在下生长时，该TCS调节导致疾病的因子的表达。总体而言，我们的结果更好地了解了细菌病原体如何响应植物信号和引发疾病所必需的控制系统。这是植物防御反应期间的重要信号。我们表明，当丁香假单胞菌在钙的存在下生长时，该TCS调节导致疾病的因子的表达。总体而言，我们的结果更好地了解了细菌病原体如何响应植物信号和引发疾病所必需的控制系统。这是植物防御反应期间的重要信号。我们表明，当丁香假单胞菌在钙的存在下生长时，该TCS调节导致疾病的因子的表达。总体而言，我们的结果更好地了解了细菌病原体如何响应植物信号和引发疾病所必需的控制系统。

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Ca2+-Induced Two-Component System CvsSR Regulates the Type III Secretion System and the Extracytoplasmic Function Sigma Factor AlgU in Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000.

Two-component systems (TCSs) of bacteria regulate many different aspects of the bacterial life cycle, including pathogenesis. Most TCSs remain uncharacterized, with no information about the signal(s) or regulatory targets and/or role in bacterial pathogenesis. Here, we characterized a TCS in the plant-pathogenic bacterium Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 composed of the histidine kinase CvsS and the response regulator CvsR. CvsSR is necessary for virulence of P. syringae pv. tomato DC3000, since ΔcvsS and ΔcvsR strains produced fewer symptoms than the wild type (WT) and demonstrated reduced growth on multiple hosts. We discovered that expression of cvsSR is induced by Ca2+ concentrations found in leaf apoplastic fluid. Thus, Ca2+ can be added to the list of signals that promote pathogenesis of P. syringae pv. tomato DC3000 during host colonization. Through chromatin immunoprecipitation followed by next-generation sequencing (ChIP-seq) and global transcriptome analysis (RNA-seq), we discerned the CvsR regulon. CvsR directly activated expression of the type III secretion system regulators, hrpR and hrpS, that regulate P. syringae pv. tomato DC3000 virulence in a type III secretion system-dependent manner. CvsR also indirectly repressed transcription of the extracytoplasmic sigma factor algU and production of alginate. Phenotypic analysis determined that CvsSR inversely regulated biofilm formation, swarming motility, and cellulose production in a Ca2+-dependent manner. Overall, our results show that CvsSR is a key regulatory hub critical for interaction with host plants.IMPORTANCE Pathogenic bacteria must be able to react and respond to the surrounding environment, make use of available resources, and avert or counter host immune responses. Often, these abilities rely on two-component systems (TCSs) composed of interacting proteins that modulate gene expression. We identified a TCS in the plant-pathogenic bacterium Pseudomonas syringae that responds to the presence of calcium, which is an important signal during the plant defense response. We showed that when P. syringae is grown in the presence of calcium, this TCS regulates expression of factors contributing to disease. Overall, our results provide a better understanding of how bacterial pathogens respond to plant signals and control systems necessary for eliciting disease.

更新日期：2019-11-01

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