펙토박테리움(Pectobacterium) 종은 경제적으로 중요한 작물들에 무름병을 일으키는 식물 부패균이다. 펙토박테리움은 주로 식물 세포벽 분해 효소 (PCWDE)의 생산과 분비에 주요 독성 인자로 작용하고, 정족수 감지 (Quorum sensing, QS)에 의해 조절이 되는 것으로 알려져 있다. QS은 화학적 신호전달 분자를 통해 다른 유전자 발현을 결정하는 세포 밀도 의존 조절 시스템이다. P. carotovorum subsp. carotovorum Pcc21에서 QS 시스템은 신호 분자 합성 효소인 ExpI에 의해 합성되는 신호 N-아실호모세린락톤(AHL)에 의해 조절된다.

우리는 transposon mutagenesis를 통해 Tn이 삽입된 expI 돌연변이 유전자를 스크리닝 했다. expI의 비활성화는 세포 외 고분자 물질의 생성을 유도하고 Congo-red 플레이트에 주름진 콜로니 형태를 형성하며 abiotic과 biotic surfaces 모두에서 생물막 형성을 증가시켰다. 그러나 이 돌연변이는 PCWDE의 생성과 분비, 편모 운동성에 결함이 있는 것으로 나타났으며 과산화수소에 민감하여 양배추와 감자 괴경 모두에서 무름병 증상이 감소했다.

Transcriptomic 데이터를 통해 PCWDEs와 관련된 유전자가 돌연변이체에서 down-regulation 되는 것을 확인했고, 이는 PCWDEs의 phenotype 결과와 일치했다. carocin D를 박테리오신 및 면역 단백질로 각각 코딩하는 caroDK 및 caroDI 유전자는 돌연변이체에서 다소 up-regulation 되었으며, 돌연변이는 carocin D에 밀접한 관련이 있는 P. carotovorum subsp. wasabiae 의 성장을 저해했다.

종합적으로, 우리는 결과들을 통해 P. carotovorum subsp. carotovorum Pcc21에서 N-아실호모세린락톤 합성효소인 ExpI가 Pcc21의 독성 및 근연종과의 경쟁에 영향을 미치는 것을 증명하였다.