[发明专利]调控稻瘟病菌分生孢子产生的同源异型盒基因HTF1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及稻瘟病菌同源异型盒HTF1基因敲除、功能互补及其应用。

背景技术

由稻瘟病菌Magnapothe grisea(Herbert)Barr(无性世代Pyricularia grisea)侵染水稻引起的稻瘟病是水稻上最重要的病害之一，有性世代是单倍体异宗配合的子囊菌。该菌能够侵染50多种禾本科植物，包括许多杂草以及重要的谷类作物如小麦、大麦、玉米等，也造成一定的经济损失。由于该病害的重要性和对稻瘟病菌传统、分子遗传的可操作性，它已成为研究植物病原真菌与寄主互作较为理想的模式系统之一。但由于稻瘟病菌的致病性复杂，且易变异，高抗水稻品种大面积种植往往3-5年便丧失抗病性。因此，开辟防治稻瘟病的新途径，是目前稻瘟病的热门课题。其中较为一致的看法是采取持久性抗性策略，即在弄清侵染循环各环节机制的基础上，设法干扰或中断其中某一关键环节，使稻瘟病的流行速率减低，达到防治病害的目的。

稻瘟病菌以分生孢子和菌丝在病稻草或病谷上越冬。第2年当气温升至20℃左右时，若遇降雨，在草堆、草房等处越冬的病菌就能产生大量分生孢子。这些分生孢子依靠气流，通过空气传播，秧苗或成株叶片受侵发病后，病斑上又产生大量孢子，继续借风雨传播进行再次侵染为害。在实验室条件下，一个典型的病斑在温湿度适宜时，每天可产生2000～6000个分生孢子，且可持续14天左右，因此，只要条件适宜，病菌可反复进行多次再侵染，以致病害迅速扩展而流行。可见，孢子在病害侵染循环中起着关键性作用，能否产生大量的孢子，孢子能否发挥正常功能，决定着病害会不会流行。国内外研究者发现，孢子萌发液中存在着稻瘟病菌的致病因子及有关物质。Shi等用化学和插入突变技术获得了几个单基因产孢突变体con1、con2、con3、con4、con5、con6和con7。它们在产孢的不同阶段起作用，每个基因突变体都在产孢和孢子形态上有独特的特征。还有其它几个基因在产孢方面也有相类似的表型，例如稻瘟菌PAK激酶Chm1，其敲除突变体的产孢量只有野生型的万分之一。因此，有研究者认为，通过有目的地研制开发新型高特异性农药—对产孢基因的表达起干扰作用的抗产孢物质，将会是控制稻瘟病流行的强有力武器。

稻瘟病菌的侵染过程是一个涉及到复杂的细胞分化、信号传导和极性生长的过程。同源异型盒基因在真核生物个体发育及细胞分化的调控中起重要作用。对于动物，同源异型盒基因在胚胎发育、基因转录调节、细胞分化及肿瘤的发生等方面发挥着重要作用；对于植物，同源异型盒基因主要具有调控胚发育、叶的发育、细胞间的物质运输及花的分化等功能；在真菌中，有关同源异型盒基因的研究相对较少，但已有的研究表明，其参与调控菌丝的线性生长、产孢、致病性及有性生殖。因此，对稻瘟病菌同源异型盒基因HTF1蛋白的结构功能研究，将有助于了解其个体发育及在细胞分化中的作用，最终有助于阐明稻瘟病菌同源异型盒基因所作用的靶标DNA以及它们所调控的生物学功能之间内在的联系，同时也有助于制定更加有效合理的稻瘟病治理策略和措施，为开展防治稻瘟病菌的基础理论研究与生产应用研究奠定分子生物学基础。

稻瘟病菌全基因组序列的测定已经完成，为以功能基因组学方法从全基因组水平研究其关键基因的功能奠定了基础。目前，通过基因敲除和功能互补相结合的方法，是鉴定基因功能最成熟的技术之一。这将为进一步明确靶点基因调控稻瘟病菌生长发育和侵染致病的内在分子机制奠定基础，并为研制开发干扰该基因表达的特异性农药提供快速而准确的帮助。

发明内容

本发明的目的是提供调控稻瘟病菌分生孢子产生的同源异型盒基因HTF1，及其在减少自然界稻瘟病菌种群数量和设计农药分子靶点中的应用。

本发明提供稻瘟病菌同源异型盒基因HTF1，该基因直接调控分生孢子的产生；该基因的核苷酸序列，为序列表中SEQ ID1所示的碱基序列；该基因核苷酸序列所推演的氨基酸序列，为序列表中SEQ ID 2所示的氨基酸序列。通过基因克隆，测序所得的序列与稻瘟病菌基因组数据库(www.broad.mit.edu/annotation/fungi/magnaporthe grisea)中所公布的HTF1序列(MGG_00184.6)一致。