近年来陆续报道了葫芦科不同种的植物上发生了青枯病,但有关病害的病原特性及其致病机制尚不清楚,难以制定有效的防控措施。本研究的前期工作发现,从以南瓜为砧木的嫁接节瓜中分离的青枯菌(简称嫁接节瓜青枯菌)对南瓜和以南瓜为砧木的嫁接节瓜有较强的致病力,而对节瓜实生苗的致病力较弱;青枯菌标准菌株GMI1000虽与葫芦科植物分离的青枯菌菌株均属演化型I、1号生理小种,但对葫芦科植物不致病。为探明嫁接节瓜青枯菌的不同菌株的致病力分化以及与GMI1000菌株的致病性差异,本研究测定嫁接节瓜青枯菌不同菌株对南瓜和节瓜实生苗的致病力,对嫁接节瓜青枯菌Cq01菌株进行了比较基因组分析,检测了Cq01和GMI1000菌株在南瓜上的侵染动态,并在南瓜次生代谢产物(作为寄主信号)诱导下,比较两株菌株与致病相关的生理生化反应差异,获得的主要结果如下:(1)从广西南宁市五塘镇嫁接节瓜青枯病标样及附近发病的苦瓜、辣椒和花生植株中分离得到的菌株均属于演化型I,即假茄科雷尔氏菌(Ralstonia pseudosolanacearum)。除花生青枯菌为序列变种44外,其他菌株属于序列变种13。嫁接节瓜青枯菌Cq01和Cq03菌株对10个节瓜品种都具有致病性,但致病力弱;10株嫁接节瓜青枯菌菌株对南瓜砧木的致病力有明显差异,病情指数为7～94;对节瓜实生苗的致病力较弱(病情指数低于31),但存在差异。(2)应用高通量测序技术,完成Cq01菌株及其他9株不同作物青枯菌菌株(其中4株对葫芦科植物致病,5株不致病)的基因组测定。其中,Cq01菌株基因组全长为5,882,659 bp,GC含量67.72%,共编码5,144个基因。比较基因组分析发现,葫芦科植物致病菌株中的核心基因占泛基因的比值与非致病菌株中的比值接近,但两种致病类型所有菌株的核心基因占泛基因的比值与单独某一致病类型菌株相比下降大于10%。与非致病类型菌株相比,在所有供试致病菌株中没有发现仅仅它们共有的基因和共同缺失的基因。基因组系统发育分析显示,来自南宁市五塘且对南瓜致病的菌株亲缘关系较为接近,其他不同致病类型的菌株的亲缘关系与寄主或地理来缘无明显关联。(3)用绿色荧光基因gfp标记的Cq01和GMI1000菌株接种南瓜根部,1 d后Cq01入侵根部维管束,2～3 d进入子叶下方茎部,此时南瓜开始表现萎蔫症状。接种的第4 d,Cq01侵入南瓜子叶上部茎,植株进入发病高峰期。对于GMI1000菌株,仅观察到其侵入南瓜根毛,植株表现健康。采用稀释涂板法定量分析各个部位菌量,当根部菌量达到10~8CFU/g时,植株出现萎蔫症状;当茎部菌量达到10~8CFU/g时,整株萎蔫。而GMI1000菌株侵染的植株的根部菌量最高仅为10~6CFU/g。当采用茎部注射法接种时,注射部位的Cq01和GMI1000菌株的菌量持续增长,第5 d达到最高值,约10~9CFU/g。Cq01菌株可以从注射部位向上、下扩展,接种第3 d显症,而GMI1000菌株在植株内的扩展受限,不能致使植株发病。(4)在南瓜苗提取物诱导作用下,Cq01和GMI1000菌株的趋化性和胞外多糖产量未受影响,虽然两株菌株的运动性都有所增强,但Cq01菌株的运动性强于GMI1000菌株;Cq01和GMI1000菌株生物膜形成都有显著增加,且低浓度提取物就对GMI1000菌株的生物膜形成产生明显的促进作用;低浓度(12.5和6.25μg/m L)的南瓜苗提取物对两株菌株的纤维素酶和果胶酶活性无影响,当浓度达到25μg/m L时,GMI1000菌株的果胶酶活性有所增强。综上所述,以南瓜为砧木的嫁接节瓜青枯菌对节瓜实生苗致病力弱,对南瓜致病力强,不同菌株间存在致病力分化;与葫芦科植物非致病菌株基因组比较,致病菌株基因组中没有发现特有基因;嫁接节瓜青枯菌菌株Cq01可迅速侵染南瓜并在植株体内大量繁殖和扩展,而GMI1000菌株侵入植株中的数量较低,扩展受限,但其在南瓜苗提取物作用下的众多致病因子未受抑制。该研究对深入研究嫁接节瓜青枯菌的地理起源、寄主特异性及其致病机制提供了一定参考,为作物抗青枯病育种和防治研究打下基础。