[发明专利]稻瘟病菌无毒基因AvrPik/kp/km/kh/7及其应用

说明书

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瘟病菌无毒基因AvrPik/kp/km/kh/7及其应用。 

背景技术

水稻（Oryza sativa L.）是全世界数十亿人口赖以生存的重要粮食作物和重要的工业原料，同时也是多种病虫害的宿主（Normile, 2008）。由病原真菌Magnapothe oryzae (无性态：Pyricularia oryzae Sacc.) 引起的稻瘟病是世界水稻生产上最具毁灭性的病害之一，每年都造成10~30%的水稻产量损失（Baker et al.，1997）。而且该菌还能够侵染麦类、谷类等50多种禾本科植物。 

从环境保护与农业的可持续发展的观点来看，抗病品种的育成与利用是防治稻瘟病最安全有效的方法。但是，由于稻瘟病菌群体的多样性及易变性，使得抗病品种的抗性不稳定；以致抗病品种的感病化问题一直没有得到解决。稻瘟病菌菌株能否在特定品种上侵染、致病是由该病原菌菌株的无毒基因的产物与寄主植物的抗病基因产物之间的互作决定的。因此，对无毒基因产物结构的分析与研究，是了解病原菌小种和寄主品种专化性互作的生化基础，从病原菌无毒基因着手, 可望阐释稻瘟病菌与水稻的互作关系, 以及病原菌的致病机理，从而，为稻瘟病抗病育种打下坚实的基础,对于植物病害的预防和控制具有重要的指导意义。 

稻瘟病菌与水稻的相互关系是符合“基因对基因”假说的（Flor, 1947; Silue et al., 2000; Bryan et al., 2000; Orbach et al. 2000）。也就是说，抗病品种的感病化是由于原来与抗病品种所持的抗病基因对应的、稻瘟病菌所具有的无毒基因向致病性方向发生了突变而导致的(Kiyosawa 1966; Joosten et al., 1994; Zeigler et al., 1994; Bryan et al., 2000; Orbach et al. 2000)。因此，理论上分析，要想从根本上解决抗病品种的感病化问题，就必须把焦点集中在抗病基因和无毒基因上，以分子生物学手段为先导，结合植物遗传育种学、植物病理学、以及微生物学的基础理论与技术来深入研究它们各自的作用机制，以及两者之间的相互作用。毋庸质疑，这些研究一旦获得突破将使人们深刻地了解植物与病原菌之间存在的基因对基因关系的实质，继而为其防治提供全新的理论与途径（Wit, 1992; Bryan et al., 2000; Orbach et al. 2000）。 

迄今，已克隆的9个稻瘟病菌无毒基因根据其功能可以分为两类。 

第一类无毒基因编码种间特异性的激发子。这一类包括了对弯叶画眉草表现非致病特异性的PWL（pathogenicity on weeping lovegrass）基因家族。在这个基因家族中，PWL2首先通过染色体步移的方法被克隆到，该基因起着阻止稻瘟病菌株侵染弯叶画眉草（Eragrostis curvula）的作用（Sweigard et al., 1995）。用PWL2转化对弯叶画眉草有致病性的野生型菌株，转化子失去了弯叶画眉草的致病性，却完全保留了对其它寄主的致病性。这说明PWL2尽管是一个决定寄主范围的基因，但其功能与经典定义的无毒基因是一样的。PWL2编码富含甘氨酸的亲水性蛋白，内含一个信号肽。 

稻瘟菌中第二类无毒基因为通常意义上的无毒基因，即编码品种特异性（专化性）的激发子。这一类基因包括AVR-Pita（以前称AVR2-YAMO），ACE1、 AVR1-CO39、AvrPiz-t、AvrPia、AvrPii及AvrPik/km/kp。但这3个基因在稻瘟病菌生长发育方面具有什么样的功能还有待于进一步的研究。