[发明专利]一种降低肌球蛋白-5蛋白及其在氰基丙烯酸酯类药物抗性治理中的应用

说明书

本发明提供肌球蛋白5基因Myo5区段在防治植物真菌病害和/或增强植物的抗病性中的应用。所述肌球蛋白5基因来源于禾谷镰刀菌、亚洲镰刀菌、水稻恶苗病菌、枯萎病菌、稻瘟病菌、灰霉病菌、棉花黄萎病菌或油菜菌核病菌。所述肌球蛋白5基因Myo5区段是以Myo5dsRNA区段、dsRNA区段的联合或以全长或部分Myo5dsRNA进行RNase消化后随机产生15‑30nt的siRNA。本发明还提供含有前述肌球蛋白5基因Myo5区段的体外干扰制剂。本发明的肌球蛋白‑5Myo5基因RNA干扰技术具有增加病原真菌的药敏性、降低抗药性水平、干扰致病力、增强植物抗病性和防治植物病害的特异性等绿色、安全的突出优点。

【技术领域】

本发明属于基因工程技术领域，镰刀菌肌球蛋白-5基因Myo5、所述基因的RNAi载体、所述基因Myo5dsRNA体外制备以及所述基因在防治植物病害的应用。

【背景技术】

氰烯菌酯是我国自主研发的一种氰基丙烯酸酯类新型肌球蛋白抑制剂，具有杀菌活性强、专化性高、可降低镰刀菌DON毒素污染以及对植物具有增产作用等优点。目前，该杀菌剂市场占有率不断提升，已成为防治小麦赤霉病(Fusarium spp.)、水稻恶苗病(F.fujikuroi)和蔬菜根腐病(Fusarium spp.)等主要农作物重要病害的高效选择性杀菌剂之一。虽然目前还未在田间发现植物病原镰刀菌对氰烯菌酯的抗药性菌株，但在实验室条件下通过紫外诱变和药剂驯化，靶标病原真菌极易产生抗药性，其中中抗和高抗菌株所占比例较大，且表现很高的适合度，说明肌球蛋白抑制剂具有很高的抗性风险。

研究表明，小麦赤霉病菌(Fusarium spp.)对氰烯菌酯产生抗药性的主要原因是杀菌剂的分子靶标肌球蛋白突变引起的杀菌剂与靶蛋白亲和力改变。研究表明，氰烯菌酯作用靶标肌球蛋白-5基因至少在编码135、151、204、216、217、418、420、424、434、577、580和581位氨基酸的密码子突变可产生不同水平的抗药性。

近十年以来，RNA干扰成为科学研究的热点，该技术在病害防治方面取得了大量的成果，通过寄主诱导的基因沉默(HIGS)或离体体外干扰的方式，特异性干扰病原菌关键基因，可有效阻止病害发生。通过HIGS技术干扰白粉病菌(Blumeriagraminis)的Avra10基因可提高小麦和大麦对白粉病的抗性(Nowara等，HIGS:host-induced gene silencing inthe obligate biotrophic fungal pathogen Blumeria graminis.Plant Cell.2010.(22):3130-3141)。Tinoco等人构建GUS的茎环结构并转化烟草，发现转基因烟草可以抑制串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)GUS基因的表达(Tinoco等，In vivo trans-specificgene silencing in fungal cells by in planta expression ofa double-strandedRNA.BMC Biology.2010.(8):27)。Hu等人在拟南芥中表达尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)FOW2，FRP1和OPR三个基因的dsRNA，致使尖孢镰刀菌侵染转基因植株的速率显著低于对照组，并且尖孢镰刀菌中FOW2，FRP1和OPR三个基因受不同程度的干扰(Hu等，Down-regulation ofFusarium oxysporum endogenous genes by host-delivered RNAinterference enhances disease resistance.Frontiers in Chemistry.2015.(3):1-10)。