[发明专利]一种与致病力相关的灰霉病菌基因BcArs2及其应用

说明书

一种与致病力相关的灰霉病菌基因BcArs2及其应用属微生物基因工程技术领域，本发明提供的来自灰霉病菌的控制分生孢子形态和致病性的基因BcArs2，具有序列表中SEQ ID No:1所示的由4839个核苷酸组成的DNA序列；提供的BcArs2基因所编码的蛋白质，具有序列表中SEQ ID No:2所示的由926个氨基酸组成的氨基酸序列；BcArs2基因可在植物抗灰霉病基因工程领域中应用；通过对灰霉病菌控制分生孢子形态和致病性的蛋白质BcArs2进行缺失、突变或修饰，而使其致病力发生缺陷，可作为靶标在设计和筛选抗真菌药剂中应用。

技术领域

本发明属微生物基因工程技术领域，具体涉及植物保护领域中控制真菌分生孢子形态与致病性的基因及其编码蛋白质的应用。

背景技术

灰霉病菌(Botrytis cinerea)通常又称作灰葡萄孢，属于子囊菌门(Ascomycota)真菌，是灰霉病的病原菌，可侵染200多种植物，包括几乎所有的蔬菜及果树作物。寄主从苗期到挂果期均可发病，而且，植株各部位均可被灰霉病菌侵染，叶部发病的典型症状表现为“V”形病斑，花部主要表现为腐烂和调萎，果实主要表现为腐烂和脱落。病害的发生和蔓延与环境的湿度、温度存在密切的关系，在20℃-23℃，相对湿度90％以上时发生严重。因此，灰霉病属低温高湿型病害，在多雨季节或者保护地生产中极易发生，每年因该病导致的经济损失高达100-1000亿美元。由于寄主范围广泛，生产上危害严重，再加上相关分子研究技术成熟，灰霉菌已成为最重要的模式植物病原真菌之一，受到广泛研究。

灰霉病菌是典型的死体营养型病原真菌，可生成多种致病因子参与致病，主要包括细胞壁降解酶类、角质酶、毒素、植物激素、抵抗寄主反应的酶类、小RNA及小分子物质等，这些因子相互协作使灰霉病菌能够杀死寄主细胞并分解死亡的寄主组织作为营养。自然条件下，灰霉菌多以分生孢子作为侵染寄主的初侵染和再侵染来源。灰霉病菌常以菌丝体、分生孢子或菌核附着在植物病残体上或在土壤中越冬和越夏，成为下一生长季的初侵染来源。当条件适宜时，菌核萌发产生菌丝体和分生孢子梗，并产生大量的分生孢子。成熟的分生孢子能够借助风、雨水、灌概水和农事操作等进行传播。在低温高湿条件下，分生孢子萌发形成芽管，芽管末端稍稍膨大发育成附着胞或者进一步形成侵染垫等侵染结构，主要从衰败的花器、伤口以及坏死组织侵入。

当高浓度的灰霉病菌分生孢子侵染寄主时，发病迅速，此时主要通过芽管顶端形成的附着胞侵入；伴随孢子浓度降低，通过芽管顶端侵入的比例降低，发病速度也相应延缓1-4天，此时主要通过由菌丝发育成的附着胞或侵染垫侵入。附着胞、侵染垫等侵染结构的发育，对于灰霉病菌侵染寄主是至关重要的，如果侵染结构发育受到影响，灰霉病菌将难以侵入寄主，其危害程度会随之受到严重削弱。灰霉病菌侵染结构的发育受到营养、界面等外源条件及发育信号的联合调控，相关分子机制尚不清楚，对该领域进行深入研究不仅有助于揭示灰霉病菌等死体营养型病原真菌致病的分子机制，而且对于研发防治包括灰霉病菌在内的植物病原真菌的药剂具有重要应用价值。

从分生孢子产生、萌发到发育出功能完备的侵染结构，是一个精细的调控过程，鉴定该调控过程的重要组分，并验证相关基因的致病功能，有可能从中发现可以作为杀真菌剂作用靶标的蛋白质，为开发防治灰霉病及其它类似病害的高效药剂奠定理论和技术基础。

Ars2是一种亚砷酸盐抗性蛋白质，广泛存在于动物、植物、细菌、丝状真菌、裂殖酵母等生物，而在酿酒酵母的基因组中却没有编码该蛋白质的基因。Ars2蛋白质具有锌指结构，可以跟RNA结合，在细胞核中发挥作用，主要参与microRNA与mRNA(如组蛋白的mRNA)的加工，进而影响细胞的增殖。在哺乳动物中，Ars2参与了胚胎的早期发育；在植物中，Ars2编码基因缺失会导致发育缺陷并对脱落酸表现敏感。通过对灰霉病菌Ars2编码基因的分析，评价该基因在灰霉病菌发育及致病过程的作用，有利于鉴定潜在的防治靶标，用于筛选新型杀真菌药剂。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种控制分生孢子形态和致病性的基因及其编码的蛋白质。