本发明专利技术提供了病原真菌中控制分生孢子产生的一个新基因ＭｇＣＯＮ３。该基因及其ｃＤＮＡ、编码的蛋白质和启动子分别具有序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：１、№：２、№：３和№：４的核苷酸或氨基酸序列。ＭＧＣＯＮ３蛋白在其它真菌如小麦赤霉病菌、棉花枯萎病菌、小麦颖枯病菌、玉米黑粉病、棉病囊菌中均具有氨基酸序列一致性在４０％以上的同源蛋白。ＭｇＣＯＮ３基因的敲除导致梨孢菌产生的分生孢子量为野生型菌株的１／８００至１／１０００，同时减弱对水稻叶片的侵染能力。ＭｇＣＯＮ３及其相似基因在上述真菌中的表达、转录物的剪切以及它们编码蛋白的表达、修饰与剪切可作为重要候选靶标，用于设计和筛选抗真菌的新型药剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物基因工程和植物保护领域中影响真菌产生分生孢子的编码基因及其相关蛋白的应用。
技术介绍
梨孢菌(Magnaporthe grisea)是子囊菌亚门的真菌，能侵染水稻、小麦、大麦、粟以及其它多种禾本科植物，导致瘟病。一般情况下，稻瘟病的危害可使水稻减产5-10％，重病田可导致水稻绝收。稻瘟病是我国水稻的主要病害之一，也是世界性的水稻病害，。梨孢菌以分生孢子作为侵染寄主植物的初侵染源和再侵染源。梨孢菌的一部分菌丝在生长过程中分化为分生孢子梗。分生孢子梗顶端细胞膨大形成第一个分生孢子，此后，顶端的极性向一边偏移进而依次产生另外的分生孢子。梨孢菌的分生孢子呈梨形，由三个细胞组成。一般5至9个分生孢子以合轴的方式从一个分生孢子梗的顶端产生。分生孢子释放后，在分生孢子梗上留下屈膝状的疤痕。释放后的分生孢子吸附到叶片上，经过萌发形成附着胞，成熟的附着胞内产生与累积膨胀压；然后，附着胞下产生侵染钉直接穿透植物表皮，并在植物细胞内形成侵染性菌丝；最后侵染性菌丝在植物细胞内和细胞间扩展、定植梨孢菌侵染感病寄主时，侵染性菌丝在植物组织内扩展形成直径2-3毫米以上的灰色或灰褐色病斑，这些病斑中的侵染菌丝穿透植物组织向空中分化形成分生孢子梗，进一步形成分生孢子。分生孢子在风、雨的冲刷下释放、附着，重新引起植物的再侵染。梨孢菌从分生孢子附着到分生孢子再产生的周期一般所需时间为3-5天；在植物的生长季节，如果条件适宜，能够多次侵染，造成危害。从上面的叙述可知分生孢子的形成是梨孢菌侵染植物所必需的过程，稻瘟病的严重度与梨孢菌分生孢子的产生量呈正相关。如果能阻断梨孢菌的分生孢子形成，就可以控制稻瘟病等的发生。因此，研究梨孢菌分生孢子形成和形态建成的分子遗传不仅对于揭示梨孢菌、丝状真菌产生分生孢子的分子机制具有重要的理论意义，而且对于稻瘟病的防治具有重要应用价值。植物病原真菌的分生孢子的形成及其形态构建是一个很复杂的过程，可能有不少基因参与该过程。但是目前有关此方面的基因克隆与分子机理的报道非常缺少。1993年，Shi和Leung报道了梨孢菌水稻分离物Guyll的con1-突变体(Shi，Z.X.，and Leung，H.Genetic analysis and rapid mapping of a sporulation mutationin Magnaporthe grisea，MPMI，Vol.7，No.1，1993，pp.113-120.)。该突变体在每一个分生孢子梗上只产生一个端生的伸长的三个细胞的分生孢子，在培养基上的生长和分生孢子的形成分别只有野生型的73％和2.3％，在载玻片或洋葱表皮上不能形成正常的附着胞，并且失去了对原来感病的水稻品种的致病性。之后，他们又运用REMI(Restriction Enzyme-mediated Insertion)技术获得了一系列与分生孢子形成有关的突变体con2-con7(Shi，Z.X.，and Leung，H.Genetic analysis ofsporulation in Magnaporthe grisea by chemical and insertional mutagenesis，MPMI，Vol.8，No.6，1995，pp.949-959.)。突变体con5-和con6-完全丧失了分生孢子形成能力；con1-、con2-、con4-和con7-作用于con5-和con6-的下游，影响产孢能力和分生孢子的发育；con4-和con7产孢量减少约35％。con1-和con7-不能形成附着胞，因而丧失了对水稻的致病性，con2-和con4-附着胞形成率明显减少，因而致病性明显减弱。尽管如此，这些基因目前还没有得到克隆和证明。专利技术人小组此前鉴定并证明了控制梨孢菌分生孢子的产生及其形态建成的三个新基因MgCON1、MgCON2和MgCOM1(国家专利技术专利申请号分别为200510109447.3、200510109446.9和200510074921.3)。其中，MgCON1可能编码一个转录因子，其缺失导致梨孢菌不产生分生孢子且丧失了对感病水稻品种的致病力；MgCON2基因编码一个核蛋白，可能参与基因转录物的剪切，其缺失导致次生分生孢子梗发育不成熟、产孢量下降、对感病水稻品种的致病力减弱；MgCOM1基因可能编码一个核蛋白，其缺失导致分生孢子形态异常、对感病水稻品种的致病力减弱。本专利技术通过插入突变途径从梨孢菌中又克隆了一个调控分生子产生的基因MgCON3，该基因突变可使梨孢菌产生分生孢子的能力显著下降。该基因不同于已克隆或鉴定的控制梨孢菌分生孢子产生及其形态建成的基因，为一新基因。此外，该基因在其它植物病原真菌如小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、棉花枯萎病菌(Gibberella moniliformis)、小麦颖枯病菌(Phaeosphaeria nodorum)、玉米黑粉病(Ustilago maydis)、棉病囊菌(Ashbya gossypii)等植物病原真菌中均存在与MGCON3在氨基酸序列一致性达40％以上的同源蛋白，它们可能具有与MGCON3相似的生物学功能。因而，MgCON3及其同源基因的表达与调控、MGCON3及其同源蛋白可作为靶标用于抗真菌药物的设计和筛选，并应用于植物病原真菌病害的控制中。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供调控真菌分生孢子产生的一个蛋白及其编码基因。本专利技术所提供的调控真菌分生孢子产生的蛋白在梨孢菌中称为MGCON3。MGCON3是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质1)序列表中的SEQ ID №3；其序列由302个氨基酸残基组成。2)将序列表中SEQ ID №3的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与真菌分生孢子产生相关的蛋白质。所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。MGCON3的编码基因(MgCON3)也属于本专利技术的保护范围。MgCON3基因，可具有下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №1的DNA序列；序列表中的SEQ ID№1由4676个碱基组成，MgCON3编码区位于SEQ ID №1的5′端第2241位至3434位碱基之间，5′端第1位至2240位碱基为启动子序列。2)编码序列表中SEQ ID №3蛋白质序列的多核苷酸序列；3)与序列表中SEQ ID№1限定的DNA序列具有80％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。MgCON3基因的cDNA也属于本专利技术的保护范围，可具有下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №2的DNA序列；序列表中的序列2由909个碱基组成，2)编码序列表中SEQ ID №3蛋白质序列的多核苷酸序列；3)与序列表中SEQ ID №2限定的DNA序列具有80％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。所述高严谨条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液中，在65℃下杂交并洗膜。利用MgCON3基因的启动子、编码区序列构建的表达载体以及通过该载体转化获得的细胞系和宿主菌均属于本专利技术的保护范围。以MgCON3基因中任一区域的核苷酸序列本文档来自技高网...
【技术保护点】
真菌中一种控制分生孢子产生的蛋白，该蛋白在梨孢菌中为ＭＧＣＯＮ３。ＭＧＣＯＮ３是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：１）序列表中的ＳＥＱＩＤ№：３；２）将序列表中ＳＥＱＩＤ№：３的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和／或缺失和／或添加且为真菌影响分生孢子产生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭友良，刘静宇，赵文生，张裕君，张凯，时涛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。