[发明专利]水稻立枯丝核菌effector基因AG1IA06910及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体地说，涉及一种水稻立枯丝核菌effector基因AG1IA06910及其应用。

背景技术

由立枯丝核菌引起的水稻纹枯病是一种真菌病害，和稻瘟病、白叶枯病并列水稻三大病害。立枯丝核菌侵染范围广，包括水稻、玉米、小麦、土豆、牧草、大豆等多种作物。立枯丝核菌能够引起如此多种作物发生病害是与其分泌effector(效应因子)分子密切相关的。这种分子可以调节宿主的先天免疫并增强寄生感染。现在已普遍认为这些effector是增强寄生感染的关键的致病性决定因素(Kamoun，2007；Hogenhout et al.，2009)。

立枯丝核菌通过分泌effector分子，紧密的与其宿主植物联系并精密的操控植物细胞。Effector靶向植物分子，改变植株进程。在植物病原菌相互作用中，effector是主要的致病性决定因素，他们调解植物的先天免疫并且加强寄生感染。现在，在国际会议上，丝状病原菌effector的染色体组组织、进化、交换及功能研究已经成为很活跃的研究探讨领域。

丝状病原菌分泌蛋白质以扰乱它们侵入的宿主的概念并不是特别新颖，但是这方面的研究正在加快，因为它使生成某个特定病原菌物种中的整套分泌蛋白目录成为可能(Dean et al.，2005；Kamper et al.，2006；Haas et al.，2009)。这一方面的研究被基因组测序时代的到来以及伴随的分泌信号的云计算预测和其它的effector序列基序诊断程序所推动。一些病原真菌effector家族的特征之一是含有线性基序或是含有与特定功能相关的短序列模式，比如转位到宿主细胞内或是靶向宿主细胞核。

RXLR是这些effector分子中最突出的例子，它定义了卵菌RXLR家族中的一个宿主运输结构域。预测的RXLR也被用在高通量的筛选中，以尽快并有效的确定它们的新的功能活性。ATR1和ATR13是模式植物拟南芥的卵菌病原菌Hyaloperonospora arabidopsidis的具有无毒基因活性的两个effector。ATR1和ATR13是分泌型的RXLR effector长度分别为310和150个氨基酸，并分别诱发RPP1-Nd/WsB和PP13-Nd介导的抗性(Allen et al.，2004；Rehmany et al.，2005)。这种相互作用的共调解已经形成了不同的、快速进化的无毒基因和抗性基因的同位基因(Allen et al.，2008；Hall et al.，2009)。ATR13除了具有信号肽和RXLR基序的特征外，还包含一个保守的7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(Allen et al.，2008)。事实上这个重复序列的突变并没有进化意味着它是发挥毒性作用所必须的(Allen et al.，2008)。另外，无毒活性也依赖于ATR13C-端的可变氨基酸(Allen et al.，2008)。值得注意的是在RPP13家族中至少有一个基因以迄今为止都不知道的方式识别ATR13的等位基因，这强调了无毒基因和抗性基因复杂的相互作用网络(Hall et al.，2009)。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 syringae DC3000中进行异源表达并运输到宿主细胞中建立起来(Sohn et al.，2007)。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(Sohn et al.，2007)。