[发明专利]一种甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶、编码基因及应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，公开了一种甘露糖‑1‑磷酸鸟苷酰转移酶、编码基因及应用，甘露糖‑1‑磷酸鸟苷酰转移酶的氨基酸序列SEQIDNO：1；所述编码所述甘露糖‑1‑磷酸鸟苷酰转移酶的DNA核苷酸序列SEQIDNO：2；所述甘露糖‑1‑磷酸鸟苷酰转移酶的cDNA核苷酸序列SEQIDNO：3。本发明提供的甘露糖‑1‑磷酸鸟苷酰转移酶PsMT1为己糖转运蛋白家族成员，具有甘露糖转运功能，在催化果糖转化为甘露糖过程中起重要作用；通过基因工程技术抑制PsMT1基因表达影响小麦条锈菌的菌体生长，降低小麦条锈菌的致病性，在开发小分子核苷酸农药防治小麦条锈病方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶、编码基因及应用。

背景技术

目前，由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)真菌引起的小麦条锈病是世界性禾谷类作物重要病害之一，全球每年造成经济损失巨大。中国由Pst生理小种引发了多次大流行，严重危害小麦生产安全，经过长期不懈的努力，中国在小麦条锈病治理中取得了重大进展，但是Pst变异性极强，新的致病类型不断涌现，小麦条锈病仍是中国小麦生产上非常受重视的真菌病害。

Pst作为活体营养专性寄生菌，需要从寄主小麦获取包括糖类在内的多种营养物质用于菌体生长发育。目前已经明确，包括Pst在内的活体营养专性寄生真菌在侵染寄主过程中由菌丝高度特化形成吸器，从同位素标记饲喂实验到转录表达分析均表明吸器具有吸收营养物质的功能。活体营养专性寄生菌吸器穿透寄主细胞壁后并未真正破坏寄主的细胞质膜，寄主细胞质膜内陷包裹吸器但仍保持完整，并且随着吸器体的膨大这部分寄主细胞质膜也相应的扩大包裹面积，吸器与寄主细胞质膜紧密接触却始终未突破寄主细胞质膜进入原生质。组织细胞学表明这部分寄主细胞质膜在结构上与一般的植物细胞膜不同，寄主细胞无法主动调控物质跨膜流动。Pst吸器穿透寄主细胞壁后被小麦细胞质膜形成的鞘所包裹，其吸器颈处产生一个颈环连同吸器外基质形成一个特殊封闭的质外体。

质外体是植物细胞间营养交流的基础空间，也是病原菌获取寄主的包括糖在内多种营养的重要场所。正常生长条件下植物的源器官叶肉细胞光合反应产生的蔗糖被运输到韧皮部薄壁细胞中，这些运输出来的蔗糖随后被筛管伴胞复合体(sieve elementcompanion cell，SE-CC)上的蔗糖/质子转运蛋白(sucrose/proton transporter)吸收进入SE-CC，随后进行长距离运输供给不能进行光合反应的库器官。植物在正常生长发育过程中严格调控源-库器官间以及库器官间的糖分配。小麦叶片中韧皮部薄壁细胞和SE-CC间几乎没有胞间连丝，蔗糖从薄壁细胞进入SE-CC前，先被运输到质外体。发明人发现不同毒力的Pst小种侵染小麦造成小麦质外体中的糖浓度发生动态变化，并且质外体中糖类浓度与Pst致病性存在功能上的联系。目前在Pst中唯一报道的己糖转运基因PsHXT1编码产物仅对葡萄糖具有高亲和力。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：Pst的蔗糖酶基因PsINV编码产物可以高效分解小麦的蔗糖，目前Pst中仅发现转运葡萄糖的基因产物，但尚未发现可以转运果糖的基因产物，产生的果糖累积将提高小麦质外体中比值从而激发小麦的抗性反应。成功侵染的Pst如何克服果糖累积介导的小麦抗性尚未解决。

解决以上问题及缺陷的难度为：Pst基因组中预测编码产物的基因数量众多而已经完成功能注释的数量极少，通常的基因敲除和回补后根据表型分析基因产物功能的方法在活体专性寄生菌Pst中难以凑效，增加了甄别糖转运基因的难度。

解决以上问题及缺陷的意义为：获得的具有甘露糖转运功能的甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶基因有助于系统探讨Pst-小麦互作机理，并为开发基于核酸的小分子农药提供靶标，具有重要的理论意义及较强的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种条形柄锈菌小麦专化型真菌的甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶、编码基因及应用。