[发明专利]大麦条纹病致病性基因Pgpg及其应用

说明书

大麦条纹病(Barley leaf stripe)作为大麦(Hordeum vulgare L.)中发生普遍的主要病害之一，由真菌麦类核腔菌(Pyrenophora graminea)引起，该病害的普遍发生使得大麦的经济和营养价值大幅降低。多聚半乳糖醛酸酶是病原真菌产生的一类果胶酶(PG)，能够降解植物胞间层，在病原真菌侵染寄主过程中发挥着重要作用。本发明提供了大麦条纹病菌多聚半乳糖醛酸酶的筛选和鉴定，共鉴定出5个多聚半乳糖醛酸酶，并阐明了Pgpg1基因及其致病机理，通过RNA干扰和过表达的技术获得Pgpg1突变株，进一步研究表明该基因参与调控菌株营养生长和致病性中的应用。这将为揭示PG对该病菌分子致病机制及寻找靶标基因来防治大麦条纹病研究提供依据。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及大麦条纹病菌致病性PG基因，及其调控菌丝生长速率及沉默和(或)过表达该基因后降低和(或)升高大麦条纹病的致病性的应用。

背景技术

在大麦的生长发育过程中，存在的病害种类繁杂多样。其中由真菌麦类核腔菌(Pyrenophora graminea)侵染引起的条纹病是大麦的主要病害之一，严重影响了大麦的产量和品质。该病害是由种子带菌引起的系统侵染性真菌病害，其病原菌的无性阶段Drechslera graminea(RabenhSchlecht)Schoemaker为禾内脐蠕孢，半知菌亚门、内脐蠕孢属，有性阶段Pyrenophora graminea为麦类核腔菌，子囊菌亚门、核腔菌属^[1-2]。主要症状是受病原菌侵染后的大麦叶片会产生和叶脉平行的条纹状病斑，并不断延展，最终导致叶片枯死，穗部发生畸变不结实或种子带菌^[3]。该病害作为一种世界性病害，在北欧、地中海地区及我国长江流域等多个麦区均有发生。在一些重病地，植株死亡率可达到30％-40％，对大麦的稳产构成了严重威胁^[4]。因此，研究该病病原菌的致病机制就显得尤为重要。

果胶是植物细胞初生壁中间层及植物细胞胞间层的主要成分。大多病原真菌都能合成果胶酶类，包含多聚半乳糖醛酸酶(Polygalaturonase,PG)、果胶裂解酶、纤维素酶在内的一系列水解酶^[5]。其中，PG作为水解植物细胞初生壁中间层及胞间层的主要成分之一，endo-PG是病原菌侵染寄主时分泌的首个水解酶，经大量研究发现PG与病原菌侵染寄主植物、发挥致病性具有重要联系^[6]。Torto等通过实时荧光定量检测马铃薯晚疫病菌(P.infestans)pipg1基因的表达量，发现该基因在马铃薯晚疫病菌与马铃薯互作中大量表达，并且pipg1编码蛋白具有致病活性^[7]；Jia等在辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)的致病性与PG编码酶活性的相关性研究中发现，辣椒疫霉菌的致病性与PG活性成正比，随着酶活性的提高，辣椒疫霉病害加重^[8]；目前，PG已经在多种病原菌侵染相应寄主中发挥作用得到研究报道。但迄今为止，大麦条纹病菌的PG基因还未有相关研究报道。

本研究从大麦条纹病菌测序菌株的全基因组数据中鉴定PG家族成员并进行生物信息学分析，研究PG基因在大麦条纹病菌与寄主互作时的表达情况，及通过基因干扰和过表达的方法研究Pgpg1基因的功能，旨在阐明Pgpg1在大麦条纹病菌营养生长与致病性中发挥的作用，为揭示Pgpg1对该病菌分子致病机制及寻找靶标基因来防治大麦条纹病研究提供依据。现有技术存在的问题：现有技术中未见大麦条纹病Pgpg基因及该基因相关应用的报道。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种大麦条纹病致病性基因Pgpg1，以应对该病害靶标基因的需求，运用RNA干扰和过表达技术获得基因Pgpg1的突变株，进一步提供了该基因在生长分化和致病性等方面的应用。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

1.大麦条纹病致病性基因Pgpg1，所述Pgpg1基因CDS序列如SEQ ID NO：1所示。