[發明專利]一種大麗輪枝菌的致病相關蛋白VdSENP1及其編碼基因

有效

• 申請號: 201310424509.4
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104447965B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 郭惠珊;趙云龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所
• 主分類號: C07K14/37
• 分類號: C07K14/37;C12N15/31;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N15/11;C12N1/14;C12R1/645
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種大麗輪枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）致病相關蛋白及其編碼基因。

背景技術

由土壤絲狀真菌大麗輪枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）所引起的棉花黃萎病是威脅棉花生產的主要病害，多年來一直嚴重影響著我國棉花的品質和產量。棉花黃萎病1914年始見于美國的費吉尼亞州，隨后在其它州和世界各植棉國先后發現(沈其益，1992),1935年隨引進美棉品種傳入我國，但危害不重。到二十世紀50年代以后，黃萎病在我國南北局部棉區陸續發生，擴散蔓延速度加快。80年代末，黃萎病已遍及全國478個植棉縣(市)。進入90年代以來，我國棉花黃萎病擴展蔓延迅猛，尤其是1993,1995,1996,2002年在全國范圍內連續大發生，損失嚴重。至今，我國大部分主產棉區己成為黃萎病重病區。

黃萎病致病菌大麗輪枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)，屬半知菌亞門，叢梗抱目，淡色孢科，輪枝菌屬。大麗輪枝菌的寄主范圍很廣，涉及十字花科、薔薇科、豆科、茄科、唇形花科、菊科等，目前已達660多種植物，并且還在逐年擴大。關于棉花黃萎病的致病機制有多種解釋，其中以導管堵塞和中毒兩種觀點為主。60年代人們對該病菌致病機制的認識是由于菌體在導管內定殖，并大量繁殖，同時刺激鄰近的薄壁細胞產生膠狀物質及侵填體而堵塞導管，阻礙水分的運轉，從而導致棉株萎焉(Garber,1966)。馬遠莉等(1990)對棉花各部位黃萎病菌在導管中的分布情況研究后認為，正常的次生木質部導管的潛在輸水能力遠遠超過植物的總需水量，而且被堵塞的導管數占整個維管束的比例不大(最大的有17.7%)，因此導管堵塞不是導致棉花萎焉的主要原因。Keen等(1972)認為，黃萎病菌在代謝過程中產生的毒素為有毒的蛋白質，是一種酸性蛋白質一脂多糖的復合體。該復合物對感病棉花品種的葉片與根組織的細胞膜具有破壞作用，使細胞內K⁺和Na⁺大量滲漏。而抗病品種的細胞膜不具備毒素作用的受體位點而不受毒素破壞。Wang等(2004)從黃萎病原菌的菌絲中分離到一個新的具有對棉花葉片有致萎作用的蛋白VdNEP。該蛋白可以誘導煙草葉片形成壞死斑，也可以使擬南芥產生抗病反應，因此該蛋白可能參與了黃萎病菌對棉花侵染時的互作反應。但目前尚不清楚該蛋白是否與以前己分離的毒素蛋白是同一物質。現在越來越多的研究表明，黃萎病菌分泌的毒素是導致黃萎病的關鍵生化因子，同時組織導管的阻塞影響水分運輸可能加劇了病癥的產生。

大麗輪枝菌是一種土傳真菌，在干燥惡劣的環境下能夠產生其休眠結構微菌核，從而在土壤中存活多年。所以微菌核的形成與其致病性息息相關。2004年，Dobinson KF等(Dobinson,K.F.,et al.,2004)利用改造了的EZ::TN轉座系統，對來源于番茄的大麗輪枝菌的胰蛋白酶VTP1成功的進行了定向敲除。該基因能夠促進微菌核的形成，但是敲除以后沒有影響其致病性及生長特性。2005年，Dobinson KF等對來源于萵苣和番茄的大麗輪枝菌的細胞分裂素活化蛋白激酶基因VMK1進行了敲除。敲除VMK1后菌株對各種宿主的致病性嚴重衰退，說明MAP激酶介導的信號通路在真菌致病性上起著重要作用。并且基因的敲除減少了孢子的產生和微菌核的形成，說明該基因可能參與多個細胞進程。2006年Dobinson KF等(Klimes,A,et al,2006)又利用此系統對來源于番茄的大麗輪枝菌的類型2疏水蛋白基因VDH1進行了敲除。該基因的敲除減少了微菌核的產生，但不影響其致病性。對孢子的產生也沒有影響，但影響了孢子對干燥環境的耐受力。說明VDH1基因的功能是多方面的，可能與大麗輪枝菌在土壤中長期的生存有關。2008年Dobinson KF等又研究了在微菌核的形成過程中VDH1基因的調控和表達，發現VDH1基因在微菌核、菌絲融合體及孢子中特異表達，進一步證明了該基因與微菌核的形成相關。