全 文 ：收稿日期：2010－05－31
基金项目：国家自然科学基金项目（30970086）
作者简介：周洁（1982－），女，广西南宁人，硕士，助理实验师，主要从事实验室研究工作。*为通信作者，E－mail：tangdj66＠sohu．com。
RNA聚合酶（RNA polymerase， RNAP）催化以
DNA为模板、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二
酯键而聚合的合成RNA的酶，是基因转录必不可少
的，因而是所有生物细胞中最重要的酶之一。 细菌
的RNA聚合酶核心酶由2个α亚基、1个β′亚基、1个β
亚基和1个ω亚基组成［1］。研究发现，编码α、β和β′亚
基的基因是突变致死的，而编码ω亚基的基因缺失
不影响细胞生存；进一步的实验证实，α、β和β′亚基
是RNA聚合酶活性以及细胞生存所必需的，而缺失
ω亚基并不影响RNA聚合酶活性以及细胞生存 ［2］。
这些结果证明α、β和β′亚基是“必需”的而ω亚基是
“非必需”的。 因为ω亚基的“非必需”性，使得长期
以来人们在研究RNA聚合酶时总是只关注α、β和β′
亚基而忽略了对ω亚基的研究。 因此，尽管目前人
们对RNA聚合酶的α、β和β′亚基的功能已经研究得
比较清楚，但对ω亚基的功能却依然知之甚少［3，4］。
基因组测序和基因注释结果显示，所有已经完
成测序的细菌基因组中均存在编码ω亚基的基因
十字花科黑腐病菌编码RNA聚合酶ω亚基的基因
（rpoZXcc）突变导致细胞生长减慢
周 洁，唐纪良，唐东阶*
（广西亚热带生物资源保护利用重点实验室， 南宁 530005）
摘要：ω（Omega）亚基是组成细菌RNA聚合酶（RNA polymerase，RNAP）核心酶的5个亚基（2α、β、β′ and ω）中最
小的一个，也是5个亚基中唯一可以去除而不会导致细胞死亡的亚基。尽管ω亚基存在于所有细菌中并且序列非常保
守，但迄今为止，人们对ω亚基的功能却知之甚少。基因组注释结果表明，十字花科黑腐病菌8004菌株（Xanthomonas
campestris pv ． campestris strain 8004，简称Xcc8004）基因组中存在一个编码ω亚基的基因 rpoZXcc（ORF编号为
XC0957）。为了研究Xcc RNA聚合酶ω亚基的功能，采用自杀质粒pK18mob整合突变方法，构建了rpoZXcc基因的非极性
突变体NK0957。表型检测结果显示，NK0957在基本培养基MMX和丰富培养基NYG中的生长比野生型菌株Xcc8004的
生长明显减慢，而且NK0957的生长缓慢表型能被rpoZXcc反式互补。这些结果说明，ω亚基在Xcc的生长过程中发挥
重要作用。
关键词：十字花科黑腐病菌；RNA聚合酶；ω亚基；生长
中图分类号：Q754 文献标识码：A 文章编号：1002－8161（2010）08－0749－06
Inactivation of rpoZXcc，a gene encodes the ω subunit of RNAP,
results in reduced growth rate of Xanthomonas campestris pv.
campestris
ZHOU Jie，TANG Ji－liang，TANG Dong－jie*
(Guangxi Key Laboratory of Subtropical Bioresources Conservation and Utilization, Nanning 530005, China)
Abstract: Omega (ω) is the smallest subunit of bacterial RNA polymerase (RNAP) core enzyme, which consists of five
subunits (2α, β, β′, and ω), and is the only subunit that is not essential for the RNAP enzyme activity and cell survival.
Although ω subunit is widely distributed and highly conserved in various bacterial species, the exact role of ω in bacteria
is largely unknown. Genome sequencing and annotation revealed that, the genome of Xanthomonas campestris pv.
campestris strain 8004 (Xcc8004) contains a gene, rpoZXcc (ORF number XC0957), encoding the ω subunit of the Xcc
RNAP. The present study has been performed to investigate the function of ω subunit of RNAP in Xcc, a non-polar mutant
of rpoZXcc, NK0957, was constructed using plasmid pK18mob integration. Phenotype analysis showed that, the growth rate of
NK0957 in the basal medium MMX and the rich medium NYG was significantly slower than that of the wild type strain
Xcc8004. The slow-growth phenotype of NK0957 could be corrected by rpoZXcc in trans. These results implied that, the ω
subunit plays an important role in the cell growth of Xcc.
Key words: Xanthomonas campestris pv. campestris; RNA polymerase; omega subunit; cell growth
广西农业科学 2010，41（8）：
Guangxi Agricultural Sciences
749-754
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菌株和质粒
Strain and plasmid
特征
Characteristics
来源或参考文献
Source or reference
十字花科植物黑腐病
X. campestris pv. campestris
Xcc8004 野生型菌株；Rif r [14]
NK0957 8004中RPOZ基因: pK18mob; Rif r, Km r 本研究
CNK 0957 NK0957含有重组质粒pL0957；Rif r, Km r，Tc r 本研究
大肠杆菌 E. coli
JM109 recA1 supE44 endA1 hsdR17 gyrA96 relA1 thi D(lac±proAB) F《 [traD36 proAB+ lacIqlacZDM15] [17]
质粒
pK18mob 定点整合突变使用的质粒，Kmr 本实验室保存
pRK2073 帮助质粒；Spcr 本实验室保存
pLAFR3 PK2 replicon；Mob+；Tra-；Tcr, cos+, contains plac [18]
pK0957 pK18mob含有与ORF0957 5’端同源的 237 bp DNA片段, Kmr 本研究
pR30957 pLAFR3含有ORF0957及其上游300 bp左右和下游144 bp左右的DNA序列, Tcr 本研究
（rpoZ）并且序列非常保守，说明ω亚基应该有其独
特而重要的作用［2］。 近十年来，陆续在一些细菌中
发现了ω亚基的功能。Mukherjee和Chatterji［5］最先发
现， 大肠杆菌ω亚基有帮助变性RNA聚合酶复性的
作用。随后又发现，大肠杆菌ω亚基还具有保护β′亚
基、帮助β′亚基折叠和协助RNA聚合酶组装等功
能 ［2，6］。 除了在结构方面的功能外，人们还通过构建
编码ω亚基基因（rpoZ）的突变体和表型分析来研究
ω亚基的生理和生物学功能。 Mukherjee等［7］研究发
现，大肠杆菌的rpoZ缺失突变体在常规培养基中的
生长比野生型菌株显著减慢，说明ω亚基在大肠杆
菌细胞生长繁殖过程中起重要作用。 Kojima等［8］研
究证实，rpoZ基因是春雷霉素放线菌（Streptomyces
kasugaensis）抗菌素产生和形态分化所必需的。 而
Mathew等 ［9］研究发现 ，在耻垢分枝杆菌 （Mycobac
terium smegmatis）中， rpoZ缺失突变体表现出细胞
运动缺陷和生物膜形成缺陷，同时还丧失了合成一
种胞外基质的能力。 说明ω亚基并不是可有可无，
其在不同细菌中有其特别的作用。
十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pv．
campestris，简称Xcc）是引起十字花科植物黑腐病
的病原菌，是研究病原细菌与植物之间相互作用的
模式菌之一 ［10］。 到目前为止 ，已有3个Xcc菌株
（XccATCC33913、Xcc8004和XccB100）的基因组序
列被测定［11～13］。 基因组注释结果表明，十字花科黑
腐病菌8004菌株（Xcc8004）基因组中存在一个编码
ω亚基的基因 rpoZXcc （ORF编号为XC0957 ） ［12 ］，
rpoZXcc位于基因组1122295～1121996 bp， 全长300
bp，上游是spoT基因，下游是gmK基因；rpoZXcc的转
录方向和上、下游基因的转录方向相同［12］。
为了研究ω亚基在Xcc中的功能，本研究采用
自杀质粒pK18mob整合突变方法 ， 构建了 rpoZXcc
基因突变体并进行表型分析，结果发现，rpoZXcc基因
的突变导致Xcc8004在基本培养基和丰富培养基中
生长减慢，说明ω亚基在Xcc的生长过程中发挥重
要作用。
1 材料与方法
1． 1 菌株、质粒及培养条件
本研究所用菌株、质粒见表1。培养Xcc所用的培
养基为丰富培养基NYG［14］或基本培养基MMX［15］；培
养温度为28℃。 培养大肠杆菌的培养基为LB，培养
温度为37℃。 抗生素用量参见Turner等［16］所述。
表 1 试验所用菌株和质粒的特征和来源
Table 1 Characteristics and source of used strains and plasmids
1． 2 DNA操作
质粒DNA提取、 限制酶酶切 、DNA的连接和
PCR扩增按Sambrook等 ［19］描述的方法进行；细菌总
DNA的小量快速提取按照Chen等 ［20］描述的方法进
行。 限制酶、T4 DNA连接酶购自Promega公司（中国
上海）。
1． 3 大肠杆菌JM109感受态细胞制备
（1）用接种环挑取1环生长在新鲜LB平板上的
JM109菌体接种于10 mL LB培养基中，37℃摇床培
养过夜；（2）取1 mL JM109过夜培养液接种于盛有
100 mL LB培养基的三角瓶中，37℃摇床培养3 h；
（3）将菌液转入已灭菌冰冷的离心管中 ，冰浴30
min后，4℃ 4000 rpm离心10 min，弃去上清液，然后
将菌块重新悬浮于10 mL冰冷的0．1 mmol ／ L CaCl2
中，冰浴25 min后，4000 rpm离心10 min，弃去上清
液；（4）重复步骤（3）1次，之后将菌体重新悬浮于
500 μL冰冷的0．1 mmol ／ L CaCl2中， 最后将菌液分
装于EP管中（50 μL ／管），－80℃冰箱保存备用。
1． 4 大肠杆菌JM109的电脉冲转化
（1）将浸泡在75％乙醇中的电脉冲杯取出，晾
干后置于冰中；（2）从－80℃冰箱取出1管JM109感受
态细胞置于冰上，待细胞刚融化时加入2．5 μL连接
广 西 农 业 科 学750· ·
反应液，混匀后将混有DNA的感受态细胞加入到预
冷的电脉冲杯内；（3）将电脉冲杯放入预先设好参
数的电脉冲仪 （Bio－Rad，Gene Pulser Xcell）中激
活，然后立即取出电脉冲杯并在10 s内将脉冲杯内
的菌液全部倒入盛有1 mL SOC培养基的20 mL指
形瓶中；（4）37℃缓慢振荡培养1 h后取100 μL涂布
到加有适当抗生素的LB平板上，37℃倒置培养过
夜。
1． 5 三亲本接合
（1）分别在适当的液体培养基中培养受体菌、
帮助菌和供体菌至对数生长期；（2）将1．5 mL受体
菌菌液加入1．5 mL EP管中离心收集菌体， 并用生
理盐水洗2次；（3）将0．5 mL帮助菌菌液加入装有受
体菌菌体的EP管中，离心收集菌体后加入1．5 mL供
体菌菌液，离心收集菌体后用NYGB洗1次，弃液体
后将菌体用微量移液器混匀并将所有菌体转移到
无抗生素的固体培养基中的硝酸纤维素膜上，当液
体通过滤膜被吸收到琼脂中后，倒置，于32℃培养
过夜。
1． 6 细菌生长曲线测定
在基础培养基（MMX）上的生长曲线：用接环
将1环生长在新鲜的NYG平板上的待测菌菌体接种
至盛有10 mL NYG培养基的25 mL指形瓶中， 置于
28℃、200 rpm的摇床上培养过夜。 离心收集菌体，
用MMX液体培养基悬浮菌体并将菌液浓度调至
OD600＝1．0， 然后以5％的接种量转接到200 mL新鲜
的含相应抗生素的MMX液体培养基中， 置于28℃、
200 rpm的摇床上培养， 每隔12 h取样用分光光度
计（BECKMAN COULTER，DU730）测定OD600值，并
以生长时间为横坐标、OD600值为纵坐标绘制生长曲
线，设3个重复。
在丰富培养基（NYG）上的生长曲线：用接环将
1环生长在新鲜的NYG平板上的待测菌菌体接种至
盛有10 mL培养基的25 mL指形瓶中，置于28℃、200
rpm的摇床上培养过夜。离心收集菌体，用NYG液体
培养基悬浮菌体并将菌液浓度调至OD600＝1．0，然后
以1％ 的接种量转接到200 mL新鲜的含相应抗生
素的NYG液体培养基中， 置于28℃、200 rpm的摇床
上培养，每隔4 h取样用分光光度计测定OD600值，并
以生长时间为横坐标、OD600值为纵坐标绘制生长曲
线，设3个重复。
2 结果与分析
2． 1 rpoZXcc在黄单孢菌属（Xanthomonas）中的保
守性
为了解 rpoZXcc在黄单孢菌属中的存在和保守
性， 分别用rpoZXcc基因的核苷酸序列和其编码产物
的氨基酸序列搜索 （BLAST）NCBI数据库， 结果发
现，rpoZXcc的同源基因存在于所有已完成基因组测
序的黄单孢菌属菌株中并且非常保守（表2）。
表 2 rpoZXcc的同源基因在黄单孢菌属中的保守性分析
Table 2 Conservation analysis of rpoZXcc homological gene in Xanthomonas
2． 2 rpoZXcc整合突变体及互补菌株的构建
构建目标基因的突变体和突变体互补菌株，然
后进行表型分析并与野生型菌株的相关表型进行
比较，是确定基因生物学功能的有效方法。 目前常
用的构建细菌特定基因的突变体的途径主要有：通
过同源双交换构建目标基因的缺失突变体以及通
过同源单交换构建目标基因的整合突变体。
rpoZXcc基因pK18mob整合突变体构建。 突变体
构建采用 “自杀质粒pK18mob整合突变方法”［21］进
行 。 首先根据Xcc8004 rpoZXcc基因（XC0957）的序
列 ［12］设计 PCR引物 0957kF （5′ －CCCGAATTCGCA
TTACCGTAGAAGATTGCC－3′）和0957kR（5′－CCCAA
GCTTATTCCAGGGCTTCGCGCTCGG－3′）（下划线碱
基为加入的酶切位点），用于扩增rpoZXcc基因编码区
内部一段DNA片段（选择的内部DNA片段是从起始
密码子下游第8个碱基至第247个碱基，长240 bp）。
然 后 以 Xcc8004 总 DNA 为 模 板 ， 以 0957kF ／
0957kR为引物进行PCR扩增。 对PCR扩增所得的
240 bp DNA片段测序验证后，用EcoR I和Hind III
酶切， 并与经同样的酶酶切的pK18mob质粒连接。
连接产物电转化JM109感受态细胞并筛选白色转化
子。接着用碱裂解法提取转化子的质粒进行酶切分
析，确证转化子所携带的质粒含有240 bp目的DNA
片段后（命名为pK0957），通过三亲本接合［16］将重组
质粒pK0957从JM109导入Xcc8004细胞中，并在含有
Rif、Kan的NYG平板上筛选三亲接合子（可能就是
rpoZXcc整合突变体）。 最后，从得到的三亲接合子中
随机选取3个接合子进行PCR验证，以确定它们是
否是rpoZXcc整合突变体。 验证PCR的原理如图1－A
所示。 验证PCR以待测接合子的总DNA或Xcc8004
同源基因
Homological gene
Xcc Xcv Xoo Xac
ATCC33913 B100 85-10 MAFF311018 KACC10331 306
Xcc8004
核苷酸水平（%）Nucleotide 100.0 99.0 95.0 93.0 93.0 95.0
氨基酸水平（%）Amino acid 100.0 100.0 100.0 98.0 98.0 100.0
周洁等：十字花科黑腐病菌编码RNA聚合酶ω亚基的基因（rpoZXcc）突变导致细胞生长减慢 751· ·
总DNA作为模板，以pK18cnF（5′－GCCGA-TTCAT-
TAATGCAGCTGGCAC－3′）和C0957R（5′－CA-TGC-
CGGAAGACTATGCCAGCG－3′） 为引物进行PCR扩
增，扩增产物用凝胶电泳进行分析。验证PCR结果显
示，用pK18cnF ／ C0957R为引物扩增待测接合子的
总DNA可以得到一条大小约为700 bp的条带， 而扩
增Xcc8004总DNA则未见任何条带（图1－B），证明这3个
接合子都是rpoZXcc的pK18mob整合突变体，我们将其
中一个命名为NK0957，保存备用。
A：验证PCR的原理（图中显示引物的位置及预计 PCR产物的大小）；B：突变体的 PCR验证结果。以 pK18cnF/C0957R为引物，分别以 NK0957、
Xcc8004的总 DNA为模板，在 95℃预变性 5 min；95℃变性 30 s，60℃复性 30 s，72℃延伸 1 min，30个循环；75℃延伸 5 min的反应条件下进行
PCR扩增；扩增产物用 1．0％琼脂糖凝胶进行电泳，再用 EB进行染色后在凝胶成像系统中观察和拍照。M：DNA分子量标记（100 bp DNA lader
plus）；1：以 NK0957总 DNA为模板的扩增产物；2：以 Xcc8004总 DNA为模板的扩增产物。
A：Schematic demonstration of the confirmation of the mutant NK0957 by PCR，the fine arrows indicate the primers that were used in this confirmation
and the theoretic size of the PCR product was indicated． B：Result of the confirmation of the mutant NK0957 by PCR． PCR were performed under the
following conditions：5 min pre－denaturation，30 of denaturation，30 s of annealing at 60℃ and 1 min of extension at 72℃． 30 s cycles were performed and
5 min of additional extension at 75℃ was added at the end of the PCR reactions． PCR products were migrated in 1．0％ agarose gel and were stained
with EB，agarose gels were visualized under UV． Lane 1：the amplification on total DNA of the mutant NK0957；lane 2：the amplification on total
DNA of the wild type strain Xcc8004． Three bands of the molecule marker 100 bp DNA ladder plus（Promega） correspond to 500 bp，700 bp and
1000 bp were indicated．
图 1 突变体的 PCR验证
Fig.1 PCR confirmation of mutants
rpoZXcc突变体NK0957的功能互补菌株的构建 。
首先根据Xcc8004基因组序列 ［12］设计扩增 rpoZXcc
全基因［从起始密码子上游300 bp处到终止密码
子下游144 bp处共744 bp（包含启动子和转录终止
子 ）］的引物C0957F （5′－CCCGAATTCGTCGGCAG
GCGCAGCAGCAACGCC －3′ ）和 C0957R （5′ －CCC
AAGCTTCATGCCGGAAGACTATGCCAGCGC－3′）（下
划线碱基为加入的酶切位点）。 然后以Xcc8004总
DNA为模板，以C0957F ／ C0957R为引物进行PCR扩
增。 PCR扩增所得的744 bp DNA片段经测序验证
后，用EcoR I ／ Hind III酶切后，与经同样的酶进行酶
切的载体pLAFR3进行连接，连接产物电转化JM109
感受态细胞筛选转化子。 接着，用碱裂解法提取转
化子的质粒进行酶切分析，确证转化子所携带的质
粒含有744 bp目的DNA片段后（命名为pR30957），
通过三亲本接合［16］将重组质粒pR30957从JM109导
入Xcc8004细胞中，并在含有 Rif、Kan的NYG平板上
筛选三亲接合子。最后，从三亲接合子中随机选取3
个接合子进行 PCR验证，以确定它们是rpoZXcc整合
突变体的互补菌。验证PCR的原理如图2－A所示。验
证PCR以待测接合子的总DNA或NK0957总DNA作
为模板，以C0957F ／C0957R为引物进行PCR扩增，扩
增产物用凝胶电泳进行分析。 验证PCR结果显示，
用C0957F ／ C0957R为引物扩增待测接合子的总
DNA可以得到一条大小约800 bp的条带， 而扩增
NK0957总DNA在相同的PCR反应条件中无条带（图
2－B）， 证明这3个接合子都是rpoZXcc的整合突变体
的互补菌，我们将其中一个命名为CNK0957，保存
备用。
2． 3 rpoZXcc突变导致Xcc生长减慢
本研究的目的是确定ω亚基在Xcc细胞生长繁
殖中的作用，因此，通过分别检测和比较rpoZXcc突变
体NK0957、 互补菌株CNK0957以及野生型菌株
Xcc8004在基本培养基MMX和丰富培养基NYG中
的生长曲线，结果显示，无论是在基本培养基MMX
还是丰富培养基NYG中，rpoZXcc突变体NK0957的生
长比野生型菌株Xcc8004显著减慢， 而互补菌株
CNK0957在基本培养基MMX中的生长与野生型菌
株Xcc8004没有明显差异， 但其在丰富培养基NYG
中的生长优于突变体NK0957而不如野生型菌株
Xcc8004（图3－A、3－B）。这一结果说明，ω亚基在Xcc
细胞生长繁殖中发挥重要作用。
A
M 1 2
700 bp
1000 bp
500 bp
B
Xcc 8004
R C0957
pK18mob
NK0 957
C0957 R
pK18cnF 644 bp
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3 结论与讨论
RNA聚合酶催化以DNA为模板合成RNA，是遗
传信息从DNA向蛋白质传递必不可少的一个酶，因
此在所有生物中都至关重要。细菌的RNA聚合酶的
核心酶由5个亚基组成（2α、1β′、1β、1ω）。 研究发
现，α、β和β′亚基是RNA聚合酶的核心组成成分，缺
少任何一个都会导致聚合酶活性的丧失以及细胞
的死亡；相反，ω亚基是RNA聚合酶的次要组成成
分，缺失ω亚基并不影响RNA聚合酶的活性以及细
A：Xcc8004、NK0957、CNK0957在 MMX液体培养基中的生长曲线；B：Xcc8004、NK0957、CNK0957在 NYG液体培养基中的生长曲线。待测菌株
在 NYG液体培养中 28℃摇床培养过夜后离心收集菌体，然后用相应培养基悬浮菌体并将菌体浓度调至 OD600＝1．0，分别以 5％（MMX）和 1％
（NYG）的接种量转接到 200 mL新鲜的含相应抗生素的 MMX或 NYG培养基中，28℃摇床培养，NYG培养基每 4 h取样而 MMX培养基每 12 h
取样测定菌体的 OD600值，至 OD600下降时结束实验。最后，以生长时间为横坐标、以 OD600为纵坐标绘制生长曲线，设 3个重复。
A：Growth curve of strains Xcc8004，NK0957 and CNK0957 in MMX liquid medium；B：Growth curve of strains Xcc8004，NK0957 and CNK0957 in
NYG liquid medium． Strains were cultured at 28℃ overnight in a shaker，then bacteria cells were collected by centrifugation． The concentration of
inoculums for the growth curves were adjusted to OD600＝1．0 by using the collected cells and the appropriate media． Inoculums were added into MMX
medium and NYG medium by 5％ and 1％ of the final volume，respectively． The concentrations of the shaking cultures in NYG medium and MMX
medium at 28℃ were measured every 4 h and 12 h，respectively，until the concentrations started to decline． The results representing 3 repeats of this
experiment are presented in the figures，the abscissa axis represents the time of growth and the ordinate axis represents the intensity of the cultures
measured at wave length of 600 nm．
图 3 Xcc8004、NK0957和 CNK0957的生长情况
Fig.3 Growth curves of strain Xcc8004, NK0957 and CNK0957 in MMX and NYG liquid medium
A：验证 PCR的原理（图中显示在互补菌和突变体背景下验证 PCR引物的位置及预计 PCR产物的大小）；B：互补菌的 PCR验证结果。以 pK18cnF/
C0957R为引物，分别以互补菌 CNK0957和突变体 NK0957的总 DNA为模板，在 95℃预变性 5 min，95℃变性 30 s，60℃复性 30 s，72℃延伸 1
min，30个循环，75℃延伸 5 min的反应条件下进行 PCR扩增；扩增产物用 1．0％琼脂糖凝胶进行电泳，再用 EB染色后在凝胶成像系统中观察和
拍照。M：DNA分子量标记（100 bp DNA lader plus）；1：以 CNK0957总 DNA为模板的扩增产物；2：以 NK0957总 DNA为模板的扩增产物。
A：Schematic demonstration of the confirmation of the complement CNK0957 by PCR，the fine arrows indicate the primers that were used in this
confirmation and the theoretic sizes of the PCR products were indicated． B：Result of the confirmation of the complement CNK0957 by PCR． PCR was
performed under the following conditions：5 min’pre－denaturation at 95℃，30 s of denaturation at 95℃，30 s of annealing at 60℃ and 1 min of
extension at 72℃． 30 cycles were performed and 5 min of additional extension at 75℃ was added at the end of the PCR reactions． PCR products were
migrated in 1．0％ agarose gel and were stained with EB，agarose gels were visualized under UV． Lane 1：the amplification on total DNA of the
complement CNK0957；lane 2：the amplification on total DNA of the mutant NK0957． Three bands of the molecular marker 100 bp DNA ladder plus
（Promega）correspond to 500 bp，800 bp and 1000 bp were indicated．
图 2 互补菌株的 PCR验证
Fig.2 PCR confirmation of complemented strains
A B
M 1 2
1000 bp
800 bp
500 bp
NK0957
pLAFR3
CNK0957
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44
(h) Inoculation t ime
(O
D
)
In
o
cu
lu
m
co
n
ce
n
tr
at
io
n
8004
NK0957
CNK0957
B
Xcc8004
K0957
CNK0957
A
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
8 16 24 32 40 48 56 64 72
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8004
NK0957
CNK0957
Xcc8004
K0957
K0957
周洁等：十字花科黑腐病菌编码RNA聚合酶ω亚基的基因（rpoZXcc）突变导致细胞生长减慢 753· ·
胞的生存［22］。目前，人们对α、β和β′亚基的具体功能
已了解得比较清楚，可是，尽管编码ω亚基的基因
（rpoZ）存在于所有细菌中而且序列非常保守，但到
现在为止，人们除了发现了大肠杆菌（E． coli）、春雷
霉素放线菌（Streptomyces kasugaensis）和耻垢分枝
杆菌（Mycobacterium smegmatis）的ω亚基的功能外，
对其他细菌的ω亚基的功能尚未清楚。 本研究发现
在Xcc中，编码ω亚基的基因rpoZXcc的非极性整合突
变体NK0957在基本培养基和丰富培养基中的生长
比野生型菌株Xcc8004显著减慢，而且将一个可以
表达Xcc8004 ω亚基的质粒pR30957导入突变体
NK0957后，可以使NK0957在基础培养基上的生长
恢复到野生型菌株的水平，这说明ω亚基在Xcc的
生长繁殖中起重要作用。除Xcc外，大肠杆菌rpoZ基
因的突变体也表现为生长减慢 ［7］。 目前，大肠杆菌
rpoZ基因的突变造成细胞生长减慢的原因还未完
全研究清楚， 但推测可能是因为缺乏ω亚基的RNA
聚合酶的活性有所下降所致［7］。 同样，ω亚基在Xcc
的生长繁殖过程中所起的具体作用目前还不清楚，
而缺乏ω亚基是否影响Xcc RNA聚合酶的活性仍有
待进一步研究。
参考文献：
［1］ Burgess R R． Separation and characterization of the sub－
units of ribonucleic acid polymerase［J］． The Journal of
Biological Chemistry，1969，244：6168-6176．
［2］ Mathew R，Chatterji D． The evolving story of the omega
subunit of bacterial RNA polymerase［J］． Trends in Mi－
crobiology，2006，14：450-455．
［3］ Ishihama A． Subunit of assembly of Escherichia coli RNA
polymerase［J］． Advances in Biophysics，1981，14：1-35．
［4］ Murakami K S，Darst S A． Bacterial RNA polymerases：
the whole story［J］． Current Opinion in Structural Biology，
2003，13：31-39．
［5］ Mukherjee K，Chatterji D． Studies on the omega subunit
of Escherichia coli RNA polymerase-its role in the recov－
ery of denatured enzyme activity［J］． European Journal of
Biochemistry，1997，247：884-889．
［6］ Ghosh P，Ishihama A，Chatterji D． Escherichia coli RNA
polymerase subunit omega and its N－terminal domain bind
full－length β′ to facilitate incorporation into the α2β sub－
assembly［J］． European Journal of Biochemistry，2001，
268：4621-4627．
［7］ Mukherjee K，Nagai H，Shimamoto N，Chatterji D． GroEL
is involved in activation of Escherichia coli RNA poly －
merase devoid of the ω subunit in vivo［J］． European Jour－
nal of Biochemistry，1999，266：228-235．
［8］ Kojima I，Kasuga K，Kobayashi M，Fukasawa A，Mizuno
S，Arisawa A，Akagawa H． The rpoZ gene，encoding the
RNA polymerase omega subunit，is required for antibiotic
production and morphological differentiation in Strepto －
myces kasugaensis［J］． Journal of Bacteriology，2002，184：
6417-6423．
［9］ Mathew R，Mukherjee R，Balachandar R，Chatterji D．
Deletion of the gene rpoZ，encoding the ω subunit of
RNA polymerase，results in pleiotropic surface －related
phenotypes in Mycobacterium smegmatis［J］． Microbiolo－
gy，2006，152：1741-1750．
［10］ Swings J G，Civerolo E L． Xanthomonas［M］． London：
Chapman ＆ Hall，1993：51－54．
［11］ da Silva A C R，Ferro J A，Reinach F C，et.al． Com－
parison of the genomes of two Xanthomonas pathogens
with differing host specificities［J］． Nature，2002，417：
459－463．
［12］ Qian W，Jia Y，Ren S X，He Y Q，Feng J X，Lu L F，
Sun Q，Ying G，Tang D J，Tang H，Wu W，Hao P，
Wang L，Jiang B L，Zeng S，Gu W Y，Lu G，Rong L，
Tian Y，Yao Z，Fu G，Chen B，Fang R，Qiang B，
Chen Z，Zhao G P，Tang J L，He C． Comparative and
functional genomic analyses of the pathogenicity of phy－
topathogen Xanthomonas campestris pv． campestris［J］．
Genome Research，2005，15：757－767．
［13］ Vorh觟lter F J，Schneiker S，Goesmann A，Krause L，
Bekel T，Kaiser O，Linke B，Patschkowski T，Rückert
C，Schmid J，Sidhu V K，Sieber V，Tauch A，Watt S
A，Weisshaar B，Becker A，Niehaus K，Pühler A． The
genome of Xanthomonas campestris pv． campestris B100
and its use for the reconstruction of metabolic pathways
involved in xanthan biosynthesis［J］． Journal of Biotech－
nology，2008，134：33－45．
［14］ Daniels M J，Barber C E，Turner P C，Sawczyc M K，
Byrde R J，Fielding A H． Cloning of genes involved in
pathogenicity of Xanthomonas campestris pv． campestris
using the broad host range cosmid pLAFR1［J］． The
EMBO Journal，1984，3（13）：3323－3328．
［15］ Michael J． Daniels，Christine E． Barber， Peter C，
Turner，Cleary W G, Sawczyc M K． Isolation of mutants
of Xanthomonas campestris pv. campestris showing al －
tered pathogenecity［J］． Journal of General Microbiology，
1984，130：2447－2455．
［16］ Turner P，Barber C，Danniels M． Behaviour of the
transposons Tn5 and Tn7 in Xanthomonas campestris pv．
campestris［J］． Molecular and General Genetics，1984，
195：101－107．
［17］ Yanisch－Perron C，Vieira J，Messing J． Improved M13
phage cloning vectors and host strains：nucleotide se－
quences of the M13mp18 and PUC19 vectors［J］． Gene，
1985，33：103－119．
［18］ Staskawicz B，Dahlbeck D，Keen N，Napoli C． Molecu－
lar characterization of cloned avirulence genes from race
0 and race 1 of Pseudomonas syringae pv． glycinea［J］．
Journal of Bacteriology，1987，169（12）：5789－5794．
［19］ Sambrook J，Fritsh E F，Maniatis T． Molecular cloning：
a laboratory manual［M］． 2nd Edition． New York：Cold
Spring Harbor Laboratory Press，1989．
［20］ Chen W P，Kuo T T． A simple and rapid method for the
preparation of gramnegative bacterial genomic DNA［J］．
Nucleic Acids Research，1993，21（9）：2260．
［21］ Windgassen M，Urban A，Jaeger K E． Rapid gene inac－
tivation in Pseudomonas aeruginosa［J］． FEMS Microbi－
ology Letters，2000，193：201－205．
［22］ Burgess R R． A new method for the large scale purifica－
tion of Escherichia coli deoxyribonucleic acid－dependent
ribonucleic acid polymerase［J］． Journal of Biological
Chemistry，1969，244：6160-6167．
（责任编辑 韦莉萍）
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