[发明专利]基因FoPao在调控香蕉枯萎病菌致病力中的应用

说明书

本发明公开一种基因FoPao在调控香蕉枯萎病菌致病力中的应用，属于植物基因工程领域。本发明通过构建基因敲除载体，将其导入香蕉枯萎病菌原生质体；利用同源重组方法将该基因从香蕉枯萎病菌中敲除，获得敲除突变体ΔFoPao；通过构建基因回补载体，将其导入ΔFoPao原生质体；利用随机插入方法，将该基因回补到敲除突变体中，获得回补突变体ΔFoPao‑com。致病性试验表明，基因FoPao的缺失显著增加了香蕉枯萎病菌的毒力；将该基因回补后，回补突变体的毒力与香蕉枯萎病菌野生型一致。本发明证实FoPao与香蕉枯萎病菌的致病性有关。我们的研究有助于深入阐明香蕉枯萎病菌的致病分子机制。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，特别涉及一种基因FoPao在调控香蕉枯萎病菌致病力中的应用。

背景技术

香蕉枯萎病，又称为巴拿马病，是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporumf.sp.cubense,Foc)引起的一种毁灭性的土传维管束病害，被老百姓称为“香蕉癌症”。由于该病蔓延迅速，很难根治，严重影响香蕉产业的发展。

在香蕉枯萎病菌的分泌蛋白质组学研究中，我们鉴定到一个预测的多胺氧化酶(N1-acetylpolyamine oxidase，predicted，PAO)，含有氨基氧化酶(Amino oxidase)结构域。多胺氧化酶是真菌多胺代谢通路中的一个重要酶，可以将乙酰亚精胺氧化成亚精胺，或者将乙酰精胺氧化成精胺；多胺代谢有助于维持生物体内多胺的动态平衡。

目前关于多胺氧化酶的研究主要集中在植物和人类癌症细胞中，在病原真菌中的报道较少。在玉米黑粉菌(Ustilago maydis)中，敲除UmPao基因后，其突变体的致病性下降(Vald′es-Santiago，2010)。而在大豆猝死综合症病原菌(Fusarium virguliforme)中，敲除FvPao基因对其致病性没有明显影响(Jordan等，2018)。在香蕉枯萎病菌中，还没有关于多胺氧化酶相关功能的报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基因FoPao在调控香蕉枯萎病菌致病力中的应用。

本发明公开一种香蕉枯萎病菌致病相关基因FoPao及其编码蛋白PAO的新功能。基因FoPao为SEQ ID NO：1所示的基因序列，其所编码的蛋白PAO为SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列。本发明通过构建基因敲除载体，将其导入香蕉枯萎病菌原生质体；利用同源重组方法将该基因从香蕉枯萎病菌中敲除，获得敲除突变体ΔFoPao；通过构建基因回补载体，将其导入ΔFoPao原生质体；利用随机插入方法，将该基因回补到敲除突变体中，获得回补突变体ΔFoPao-com。敲除该基因后，敲除突变体在生长速率、菌丝形态、产孢能力上与香蕉枯萎病菌野生型没有明显差异；在抗高渗胁迫、离子胁迫能力、细胞壁完整性上与香蕉枯萎病菌野生型没有明显差异。致病性测定结果表明，敲除突变体ΔFoPao的致病性显著升高；回补突变体ΔFoPao-com的致病性则恢复到野生型的致病性水平。上述试验证明，香蕉枯萎病菌FoPao基因为香蕉枯萎病菌的致病相关基因。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种基因FoPao在调控香蕉枯萎病菌致病力中的应用。

本发明提供一种基因FoPao在香蕉抗病品种选育和抗病性鉴定中的应用。

本发明提供一种基因FoPao在筛选和/或鉴定香蕉枯萎病菌拮抗菌中的应用。

一种通过下调FoPao基因提高香蕉枯萎病菌致病力的方法，通过使香蕉枯萎病菌的FoPao基因功能缺失或下调，来提高香蕉枯萎病菌的致病力。

所述的FoPao基因功能下调为通过RNA干涉技术(RNAi)或者基因组编辑技术(CRISPRI-CAS9)来下调香蕉枯萎病菌内的FoPao活性，达到提高致病力的目的。