[发明专利]一种水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其应用

说明书

本发明提供了一种水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其应用，该基因核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示；该基因编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。本发明可通过对水稻稻粒黑粉病菌effector基因的克隆及功能分析来设计农药分子靶点；还可将水稻等宿主细胞中该effector蛋白的受体蛋白基因敲除或突变，以得到持久抗病品种；有助于建立黑粉病菌自然群体致病性变异的分子检测体系，研究黑粉病菌effector基因在田间自然群体中的分布情况，揭示黑粉病菌群体中小种的组成和变异特点；也有助于水稻品种的抗病性鉴定及其合理布局和轮换，以便有效地控制稻粒黑粉病菌的发生。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种水稻稻粒黑粉病菌effector基因Smut_2965及其应用。

背景技术

水稻稻粒黑粉病是由Tilletia horrida引起的一种土传性真菌病害，在亚洲、美洲和非洲的许多稻区均有分布。黑粉病菌寄主范围较广，包括水稻、玉米、甘蔗、高粱、大麦等多种作物。黑粉病菌能够侵染多种作物与其分泌的effector分子有关，这种分子可以调节宿主的先天免疫并增强自身侵染。现在已普遍认为这些effector分子是增强寄生感染的关键致病因素。

稻粒黑粉病菌通过分泌effector分子，紧密的与其宿主结合并操控宿主细胞，改变宿主植株进程。在植物病原菌互作过程中，effector分子是主要的致病性因素。目前，植物病原菌互作中，effector已成为研究的热点。ATR1(310个氨基酸序列)和ATR13(150个氨基酸序列)是拟南芥病原Hyaloperonospora arabidopsidis具有无毒基因活性的两个effector，分别诱发RPP1-Nd/WsB和RPP13-Nd介导的抗性。ATR13具有信号肽和RXLR基序特征，此外，还包含一个保守的亮氨酸/异亮氨酸重复序列，这个重复序列是被RPP13识别所必须的，事实上重复序列的变异并不意味着它是发挥毒性所必须的。值得注意的是在RPP13家族中至少有一个识别ATR13的等位基因，但具体机理扔不清楚，说明无毒基因和抗性基因具有相互识别的复杂网络。ATR1和ATR13在H.arabidopsidis中的高度可变性及它们在拟南芥中的同源基因的多样性意味着这些effector可能极其有助于病原菌的适应性。ATR1和ATR13在抑制基础的抗性通路中的作用已经通过在细菌植物病原菌Pseudomonas syringaeDC3000中进行异源表达并运输到宿主细胞中建立起来。当被P.syringae DC3000运输到拟南芥中时，ATR1和ATR13都增加了毒性，并且减少了拟南芥中胼胝质的积累。

AVR3a是Phytophthora infestans的细胞质RXLR effector蛋白。AVR3a在致病机制中具有双重活性，其在表达R3a基因的植物中诱发过敏反应(HR)，但是在缺少R3a基因的植株中，AVR3a抑制P.infestans INF1蛋白诱导的细胞死亡，这些不同的活性可以在结构水平上分离。在C-端氨基酸残基酪氨酸147处发生了删除或突变的AVR3a保留了R3a介导的过敏反应，但是不能抑制INF1诱导的细胞死亡。另外，AVR3a的两个主要的等位基因编码的蛋白质在effector结构域处只有两个氨基酸的差别，但是却有着很明显的活性差别。是AVR3a^K80/I103而不是AVR3a^E80/M103活化了R3a并且是INF1诱导的细胞死亡的比较强的抑制子。