本发明专利技术提供了一个源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1及用途，同时提供了该基因的核苷酸序列或其互补链的核苷酸序列、该基因编码的cDNA序列以及该基因编码的蛋白质的氨基酸序列。该基因在营养生长、孢子形成模式、孢子产生量、侵染菌丝形成和致病过程中起重要作用，该基因Moarrdc1或其编码的蛋白质的表达可作为用于设计和筛选抗真菌药物的靶标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物病理学和微生物基因工程领域，提供了一个来源于稻瘟病菌的、在营养生长、孢子形成模式、孢子产生量、侵染菌丝形成和致病过程中起重要作用的新基因Moarrdc1编码区核苷酸序列及其编码蛋白质的氨基酸序列。
技术介绍
稻瘟病又称为稻热病，是由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的一种世界性重要稻病。稻瘟病与纹枯病和白叶枯病被列为三大水稻病害。该病主要通过气流传播，对水稻生产的危害程度因品种、栽培技术以及气候条件不同有所差别。世界上每年由稻瘟病造成的水稻产量损失在10％-30％，局部田块甚至绝收。我国几乎每年都有稻瘟病的流行和爆发。如2005年，四川省20个市和127个县的230万亩稻田，重庆市100多万亩稻田发生稻瘟病，因其流行迅速、发病品种多，对水稻产量影响严重。在2011年7-10月间，中国龙川、肇庆、阳江等地遭受不同程度的稻瘟病菌侵害，江西宜春和浙江等“高产抗病”品种也大面积发病。除此以外，稻瘟病菌也能侵染其他禾本科植物，对小米、大麦和小麦等农作物造成的影响也不可估量。稻瘟病菌的生活史分为有性阶段和无性阶段。有性阶段不参与病害循环，其在自然环境中也没有观察到。在实验室条件下，将两个不同交配型的菌株进行有性杂交，可产生子囊和子囊孢子。在自然界中，无性阶段始于营养菌丝分化产生分生孢子梗；而后，分生孢子梗以合轴式的产孢模式产生分生孢子；分生孢子随风雨降落到水稻叶片上，孢子尖端释放粘胶，使其与水稻叶片的疏水表面紧密粘贴；2小时之内，分生孢子萌发产生芽管，芽管尖端形成肿大并“钩化”，继而形成具有侵染能力的特殊细胞结构-附着胞；附着胞形成侵染栓，穿透寄主表皮，进入叶肉组织，形成次生侵染菌丝在寄主组织胞内进行胞间传播，导致寄主退绿和组织坏死，产生病班；最后在被侵染的叶片表面产生出新的分生孢子梗，其再次以合轴方式产生分生孢子，新产生的分生孢子进行下一轮侵染循环。进入冬天时，分生孢子和营养菌丝在稻谷和稻草上越冬，完成其生活史。次年春天，分生孢子重新开始新一轮的病害循环过程。由上述可见稻瘟病菌以合轴方式产生分生孢子是其成功进入病害循环的先决条件，研究表明稻瘟病菌以其他方式产生的分生孢子，其往往无法完成侵染循环。鉴定和克隆植物病原真菌的致病性基因，尤其是与病害循环紧密相关的基因，可为设计和筛选抗真菌药物提供有用的靶标位点。目前已在包括稻瘟病菌在内的许多真菌中证明了一些药物靶点的存在，并获得了疗效不错的抗真菌农药制剂。例如，稻瘟病菌抗菌剂三环唑，其靶点是稻瘟病菌的三羟萘还原酶，其作用机制是抑制黑色素合成；另外一种青霉菌多肽杀菌剂sorphenA，其作用靶点是青霉CYP51基因产物脱甲基酶。因此，利用分子生物学技术鉴定和克隆在稻瘟病菌侵染过程中具有重要功能的致病性基因，可以为设计和筛选新的抗真菌药物提供有用的药物靶点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新的、对稻瘟病菌等真菌的菌丝生长、分生孢子产生模式和分生孢子产生量、侵染菌丝形成以及致病性有重要影响的基因Moarrdc1及该基因的用途。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1，该基因的核苷酸序列或其互补链的核苷酸序列为SEQ ID NO：1。本专利技术同时提供了上述基因Moarrdc1编码的cDNA序列，该cDNA序列具有SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列。本专利技术同时提供了上述基因Moarrdc1编码的蛋白质，该蛋白质具有SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列。本专利技术还同时提供了基因Moarrdc1的用途，该基因Moarrdc1的表达作为用于设计和筛选抗真菌药物的靶标。本专利技术还同时提供了基因Moarrdc1编码的蛋白质的用途，该蛋白质的表达和修饰作为设计和筛选抗真菌药物的靶标。本专利技术通过同源序列比对，在稻瘟病菌中克隆了与致病性相关的基因Moarrdc1，该基因在真核生物中高度保守，唯独在植物中不存在其同源序列。本专利技术通过构建Moarrdc1基因同源置换载体，利用农杆菌介导的转化将载体转入到野生型稻瘟病菌，得到了基因缺失突变体ΔMoarrdc1；在基因缺失突变体ΔMoarrdc1中，重新引入ΔMoarrdc1基因，突变体的表型恢复。本专利技术分析了基因缺失突变体ΔMoarrdc1的基本表型，稻瘟病菌Moarrdc1基因缺失后，气生菌丝变得稀少，菌落生长缓慢；分生孢子的产孢方式发生根本性改变，由合轴式(sympodial)变为向顶式(acropetal)；产孢能力大幅下降；侵染菌丝形成大幅下降；水稻和大麦的致病性显著减弱。本专利技术所涉及的基因因为同源重组造成的基因缺失突变导致稻瘟病菌生长缓慢、产孢方式改变，产孢量下降，侵染菌丝形成降低，并在感病水稻品种上的致病力大幅下降；更重要的是，比较基因组学研究发现此类基因虽在多数真核生物中保守，其在植物中却不存在。因此，本专利技术最重要的用途是：应用上述成果，设计和筛选能够破坏该基因的表达、剪切及其编码蛋白表达的化合物，或设计和筛选能对该蛋白的氨基酸序列进行修饰的化合物，从而开发出新的抗真菌药物。同时，由于此类基因所在的基因家族在植物中不存在同源基因，因此以此基因为靶点开发的抗真菌药物对宿主植物本身的影响会比较小。此外，本专利技术的用途还包括利用该基因的DNA或cDNA序列作为探针在其它真菌中分离与该基因具有一定序列同源性的序列。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1：稻瘟病菌中全部arrestin家族蛋白示意图。Arrestin家族蛋白是除植物以外的所有真核生物中广泛保守存在的一类重要信号调控因子。本专利技术针对其中命名为Moarrdc1的蛋白；图2：Moarrdc1基因敲除过程示意图；图3：Southern杂交验证Moarrdc1的敲除；图4：基因缺失突变体ΔMoarrdc1产孢模式由合轴式变为向顶式。4A/4B/4C，野生型(Wild-type)、基因缺失突变体(ΔMoarrdc1)及互补突变体(arrdc-c)在CM平板上的生长速度(图4A)，产孢量(图4B)和分生孢子萌发率(图4C)统计结果。ΔMoarrdc1在CM培养基上生长速度明显慢于野生型和互补突变体，其产孢量亦大幅下降，并且所产生的孢子萌发率大幅下降；图5：钙荧光白染色表明缺失突变体孢子形态发生明显改变；图6：野生型孢子一般具有1到2个横隔，而缺失突变体孢子横隔数明显增多；图7：丝状真菌产孢模式多达20余中，野生型稻瘟病菌以合轴式(sympodial)产生分生孢子，而基因缺失突变体不仅产孢量大幅下降，其产孢模式也发生根本性改变，突变体以向顶式(acropetal)产孢；图8：野生型、基因缺失突变体及互补突变体中产孢关键基因的表达情况。稻瘟病菌中，只有两个转录因子(acr1和cca1)被报道参与产孢模式的调控。而Moarrdc1的缺失导致其中cca1转录因子的大幅下调，标尺＝20μm；图9：ΔMoarrdc1突变体宿主植物接种实验。ΔMoarrdc1突变体水稻叶片喷雾接种致病结果代表性图片，表明ΔMoarrdc1突变体对水稻的致病力大幅下降；图10：ΔMoarrdc1突变体宿主植物接种实验。ΔMoarrdc1突变体水稻叶片喷雾接种致病统计结果，结果表明ΔMoarrdc1本文档来自技高网...
【技术保护点】
源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1，其特征是：所述的真菌致病性基因Moarrdc1的核苷酸序列或其互补链的核苷酸序列为SEQ ID NO：1。
【技术特征摘要】
1.源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1，其特征是：所述的真菌致病性基因Moarrdc1的核苷酸序列或其互补链的核苷酸序列为SEQ ID NO：1。2.如权利要求1所述的源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1，其特征是：所述真菌致病性基因Moarrdc1编码的cDNA序列具有SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列。3.如权利要求1所述的源于稻瘟病菌的真菌致病性基因Moarrdc1，其特征是：所述真菌致病性基因Moarrdc1编码的蛋白...
【专利技术属性】
技术研发人员：董波，徐小金，张丹丹，唐明智，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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