[发明专利]辣椒疫霉纤维素合酶蛋白及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种来自辣椒疫霉菌的纤维素合酶蛋白PcCesA2和PcCesA4及其编码基因与应用。本发明的纤维素合酶蛋白序列为如序列3或序列4。PcCesA2蛋白缺失后辣椒疫霉菌丝生长减慢、休止孢畸形膨大且萌发率降低、细胞壁结构变化、菌落形态改变、致病力降低等；PcCesA4蛋白缺失后辣椒疫霉菌丝生长减慢、游动孢子数量减少、致病力降低等；PcCesA2和PcCesA4蛋白同时缺失后辣椒疫霉菌丝生长减慢、游动孢子数量减少、休止孢畸形膨大且萌发率降低、细胞壁结构变化、菌落形态改变、致病力降低等。以上结论均为探究辣椒疫霉发育及致病分子机制提供了技术基础，为未来新型杀菌剂的研发提供了分子靶标。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及来自辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的纤维素合酶蛋白PcCesA2和PcCesA4及其编码基因与应用。

背景技术

辣椒疫霉是一种世界性分布的重要植物病原卵菌，可以侵染茄科、豆科、葫芦科等多种植物，引起猝倒、萎蔫及根茎果实腐烂，造成严重经济损失。该病菌于1918年首次发现，已在美洲、欧洲、亚洲等世界各地造成了许多蔬菜上严重的病害流行。20世纪60年代，该病害在我国江苏省首次发现，目前已在中国南北方广泛发生，且有逐年加重的趋势。辣椒疫霉可在寄主的任何生长时期侵染，两到三天就可发生一代，是一种发病周期短流行速度迅猛的毁灭性病害，因其重要性被归为十大卵菌病害之一，受到国内外学者广泛关注和研究。

卵菌细胞壁作为细胞与外界接触的最外层结构，在其生长发育过程中发挥着重要作用，如提供机械强度保护内层细胞，维持渗透压平衡，信息交流等等。卵菌细胞壁生物合成抑制剂，能够通过抑制细胞壁的合成达到抑制卵菌生长发育和侵染寄主的效果，可以成为卵菌病害防治的有效措施。游动孢子作为卵菌再侵染的重要来源，当其附着于寄主可转变为休止孢，进一步萌发形成菌丝，直接侵入或通过伤口或自然孔口侵入寄主，这一过程伴随着卵菌细胞壁的形成和结构变化，对于卵菌成功侵染寄主至关重要。卵菌细胞壁的主要组成为β-1,4糖苷键连接的纤维素，β-1,3葡聚糖及β-1,6葡聚糖，其中纤维素可占整个细胞壁多糖的30％以上。因此，通过抑制辣椒疫霉细胞壁纤维素的合成，进而抑制其生长发育和侵染过程，可以达到控制辣椒疫病的目的。

发明内容

通过发明人的研究发现，辣椒疫霉中的纤维素合酶蛋白与辣椒疫霉细胞壁结构变化，菌丝的生长速率、游动孢子的产量、休止孢萌发以及菌落正常的结构形态密切相关，而植物病害正常的侵染循环与菌丝的细胞壁结构变化，菌丝的生长速率、游动孢子的产量、休止孢萌发以及存活时间呈正相关。因此可以通过调控纤维素合酶蛋白来破坏细胞壁的结构，减慢菌丝的生长、阻断正常的游动孢子产生，降低休止孢的萌发率，使辣椒疫霉生长发育和侵染寄主的能力减弱，从而控制辣椒疫病的发生发展。

因此，本发明的目的之一是提供一类辣椒疫霉纤维素合酶蛋白，命名为PcCesA2和PcCesA4，来源于辣椒疫霉菌株BYA5，是如下A1)或A2)或A3)或A4)：

A1)氨基酸序列是如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的蛋白质；

A2)在如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

A3)将如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的蛋白衍生的蛋白质；

A4)与如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列相似性在75％以上，优选在85％以上，更优选在95％以上且具有与如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列相同功能的氨基酸序列。