水稻白叶枯病是我国水稻传统发生的三大主要病害之一,病原菌为水稻黄单胞菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）。随着病菌的不断变异以及环境问题的日益重视,传统的化学防治措施已难以有效控制该病害的扩散和流行,迫切需要开发新的绿色生态防治策略。值得关注的是,水稻白叶枯病菌等植物病原细菌基因组上已被发现存在前噬菌体序列,前噬菌体释放不仅是自然界重要的生物学现象,对于防治病原细菌引起的植物病害也有着十分重要的实践意义。研究已表明外界刺激如紫外灯照射（UV）、丝裂霉素（Mitomysine）C、萘啶酸以及其它一些可引起DNA损伤的诱导剂能够诱导前噬菌体释放,但目前尚不清楚哪种外界刺激能够诱导水稻白叶枯病菌的前噬菌体释放。为寻找水稻白叶枯病菌前噬菌体高效释放的诱导剂并明确其诱导条件,本研究在前期预备实验的基础上,首先测定和比较了外源噬菌体AP1（水稻褐条病菌的烈性噬菌体,但不感染水稻白叶枯病菌）和其它五种常规诱导剂Mitomysine C、诺氟沙星（Norfloxacin）、UV、氯化钠（NaCl）和过氧化氢（H2O2）对来自我国三大水稻主产区（广东、浙江和辽宁）的30株Xoo菌株和模式菌PXO99的前噬菌体诱导释放能力,释放的前噬菌体进一步通过双平板噬菌斑、噬菌体基因组酶切图谱和透射电镜等方法鉴定。结果显示,噬菌体AP1可诱导27株Xoo菌株的前噬菌体释放,而Mitomysine C、Norfloxacin、UV、NaCl和H2O2只能分别诱导1、3、2、2和1株Xoo菌株的前噬菌体释放。由此可见,噬菌体AP1是一种可引起水稻白叶枯病菌前噬菌体高效释放的生物诱导剂。为确定噬菌体AP1高效诱导白叶枯前噬菌体释放的条件,本研究在获得高效诱导剂的基础上,选取一株能被AP1诱导释放前噬菌体的代表性Xoo菌株C2,对AP1高效诱导的条件进行了研究,得出高浓度AP1(>10¹⁰pfu/mL)才能诱导前噬菌体释放,且AP1诱导菌株C2释放前噬菌体的最佳孵育体积比为1:100。同时,为方便后续探索Xoo前噬菌体高效诱导释放的分子机制的探索,本研究菌株C2进行了全基因组的三代高通量测定,发现菌株C2基因组全长4,941,727 bp,GC含量63.73%。然后通过PHASTER在线预测分析发现菌株C2基因组上存在11个前噬菌体区域,其中6个前噬菌体为完整前噬菌体,3个前噬菌体同时包含整合酶和Att L/R位点,推测这些前噬菌体能被诱导释放的可能性较大。为搞清楚外源噬菌体AP1的高效诱导是发生在白叶枯病菌细胞的表面还是进入病菌细胞内,本研究以菌株C2为对象首先开展了噬菌体吸附试验,结果显示噬菌体AP1能成功吸附在菌株C2的细胞表面;接着进行了菌株C2胞内K⁺浓度测定,发现AP1作用后的菌株C2胞内K⁺产生外流,说明AP1已注射遗传物质进入C2的胞内;最后将荧光染色的噬菌体AP1与菌株C2孵育1小时后,荧光显微镜观察发现C2胞内出现荧光染色的AP1。综上推测,噬菌体AP1高效诱导水稻白叶枯病菌释放前噬菌体的前提条件或许是其能成功进入C2胞内。为找到AP1的高效诱导和白叶枯菌的哪些基因有关,本研究首先利用电转化法将Tn5转座子随机插入菌株C2的基因组中,获得2200个C2-Tn5突变体,进一步表型筛选,获得76个不能被AP1诱导的突变体;然后采用反向PCR对76个前噬菌体诱导释放相关突变体进行Tn5插入侧翼序列扩增、测序和BLAST比对,发现76个突变体的插入位点大多位于转座酶、糖基转移酶、乙酰转移酶和合成酶等功能基因上,其中转座酶家族占近1/3（占比23/76）,且都鲜有报道。对以上转座酶突变体进行胞内K⁺浓度和生长性质测定,发现转座酶基因的破坏不会阻止AP1进入菌株C2的细胞内,且对菌体的生长不造成明显影响,这排除了转座酶基因通过影响AP1进入胞内和细菌生长来干扰释放的可能。最后通过基因敲除法构建了转座酶基因敲除突变体ΔK4和ΔK19及其相应的回补体,AP1诱导发现,构建的2个突变体不能被诱导释放前噬菌体,而这两个基因回补体的前噬菌体诱导释放现象恢复,这一结果证实了单个转座酶基因在噬菌体AP1高效诱导水稻白叶枯病菌释放前噬菌体中起到了重要作用。