[發明專利]一種水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其應用

有效

• 申請號: 201810346779.0
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108531489B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 鄭愛萍;王愛軍;盤林秀;李平;江波;殷得所;朱建清;梁越洋;朱軍;李雙成;劉懷年;王林霞;鄧其明
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C12N15/31
• 分類號: C12N15/31;C07K14/37;C12N15/74;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明提供了一種水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其應用，該基因核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示；該基因編碼的蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。本發明可通過對水稻稻粒黑粉病菌effector基因的克隆及功能分析來設計農藥分子靶點；還可將水稻等宿主細胞中該effector蛋白的受體蛋白基因敲除或突變，以得到持久抗病品種；有助于建立黑粉病菌自然群體致病性變異的分子檢測體系，研究黑粉病菌effector基因在田間自然群體中的分布情況，揭示黑粉病菌群體中小種的組成和變異特點；也有助于水稻品種的抗病性鑒定及其合理布局和輪換，以便有效地控制稻粒黑粉病菌的發生。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其應用。

背景技術

水稻稻粒黑粉病是由Tilletia horrida引起的一種土傳性真菌病害，在亞洲、美洲和非洲的許多稻區均有分布。黑粉病菌寄主范圍較廣，包括水稻、玉米、甘蔗、高粱、大麥等多種作物。黑粉病菌能夠侵染多種作物與其分泌的effector分子有關，這種分子可以調節宿主的先天免疫并增強自身侵染。現在已普遍認為這些effector分子是增強寄生感染的關鍵致病因素。

稻粒黑粉病菌通過分泌effector分子，緊密的與其宿主結合并操控宿主細胞，改變宿主植株進程。在植物病原菌互作過程中，effector分子是主要的致病性因素。目前，植物病原菌互作中，effector已成為研究的熱點。ATR1(310個氨基酸序列)和ATR13(150個氨基酸序列)是擬南芥病原Hyaloperonospora arabidopsidis具有無毒基因活性的兩個effector，分別誘發RPP1-Nd/WsB和RPP13-Nd介導的抗性。ATR13具有信號肽和RXLR基序特征，此外，還包含一個保守的亮氨酸/異亮氨酸重復序列，這個重復序列是被RPP13識別所必須的，事實上重復序列的變異并不意味著它是發揮毒性所必須的。值得注意的是在RPP13家族中至少有一個識別ATR13的等位基因，但具體機理扔不清楚，說明無毒基因和抗性基因具有相互識別的復雜網絡。ATR1和ATR13在H.arabidopsidis中的高度可變性及它們在擬南芥中的同源基因的多樣性意味著這些effector可能極其有助于病原菌的適應性。ATR1和ATR13在抑制基礎的抗性通路中的作用已經通過在細菌植物病原菌Pseudomonas syringaeDC3000中進行異源表達并運輸到宿主細胞中建立起來。當被P.syringae DC3000運輸到擬南芥中時，ATR1和ATR13都增加了毒性，并且減少了擬南芥中胼胝質的積累。

AVR3a是Phytophthora infestans的細胞質RXLR effector蛋白。AVR3a在致病機制中具有雙重活性，其在表達R3a基因的植物中誘發過敏反應(HR)，但是在缺少R3a基因的植株中，AVR3a抑制P.infestans INF1蛋白誘導的細胞死亡，這些不同的活性可以在結構水平上分離。在C-端氨基酸殘基酪氨酸147處發生了刪除或突變的AVR3a保留了R3a介導的過敏反應，但是不能抑制INF1誘導的細胞死亡。另外，AVR3a的兩個主要的等位基因編碼的蛋白質在effector結構域處只有兩個氨基酸的差別，但是卻有著很明顯的活性差別。是AVR3a^K80/I103而不是AVR3a^E80/M103活化了R3a并且是INF1誘導的細胞死亡的比較強的抑制子。