[发明专利]PPTase蛋白及编码基因在制备防治植物赤霉病的药物中的应用

说明书

本发明提供了一种潜在的药物靶标蛋白PPTase及其编码基因在制备防治植物赤霉病的药物中的应用。实验发现，在藤仓赤霉菌中敲除ppt1基因后，赤霉素中GA₃、GA₄、GA₇的产量均有大幅下降；同时，该敲除菌在PDA、MM、SM等培养基上的生长能力大幅下降。因此，针对该位点设计蛋白为靶标的抑制剂药物可以防治植物的真菌中赤霉素产生生产菌引发的病害，为防治抗植物赤霉病的真菌药物筛选提供了新的途径。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及PPTase蛋白及其编码基因在制备防治植物赤霉病的药物中的应用。

背景技术

水稻，小麦，玉米等植株感染禾谷镰刀菌、藤仓赤霉菌、串珠镰孢菌等真菌类致病菌后会出现植株疯长的现象，病株往往比正常植株高50%以上，而且结实率大大降低，常伴有枯黄症状，因而称之为“恶苗病”或“赤霉病”。

植株窜高、疯长的首要原因通常被认为是由于该类型作物致病菌分泌了一类植物生长激素-赤霉素。赤霉素化学结构属于二萜类酸，是广泛存在的一类植物激素，目前发现的具有生物活性的赤霉素有GA₁、GA₃、GA₄、GA₇，作用于包括小麦、玉米、甘蔗等的经济作物引发减产、死亡等一系列问题，严重危害了我国农业经济的发展。

研究发现，水稻、玉米等农作物窜高的机理是过量的赤霉素会引起植株内生长素的异常增加，使得细胞加速分裂和过度伸长，最终导致水稻等植株恶苗病的形成。作物赤霉病在很大程度上影响、阻碍了我国农业经济的发展，如何有效防治农作物感染赤霉病原真菌成为该领域关注的一个焦点。

2020年小麦赤霉病被中国农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》，现阶段下赤霉病的防治措施主要是依靠化学杀菌剂进行花期喷雾，然而无论是单种杀菌剂的使用或多种杀菌剂联合使用的情况，在稍长的使用时间过后，致病菌很容易就产生了一定的抗药性，由此依靠化学杀菌剂的防治效果大幅下降。除此之外，为避免病虫害对作物收成的不利影响，科学家们还多进行生物防治植株品种的选育。但由于抗菌品种研发周期长的特性，转基因作物的安全性等问题，农药市场亟需研发出特异性强、病菌不易产生抗性的靶向药物。

而病菌真核细胞内可作为药物靶标蛋白的数量极少，具有药敏性高、选择性强的杀菌剂分子靶标更是屈指可数，以至于许多重大作物缺少有效药物防治，因此农药市场亟需探索出新的具有防治效果的靶点。

发明内容

本发明的目的是提供PPTase蛋白及其编码基因在制备防治植物赤霉病的药物中的应用。

本发明采用的技术方案是：

PPTase（4’-磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶）蛋白作为真菌药物靶标蛋白在制备防治植物赤霉病的药物中的应用。

具体的，所述应用为：针对所述真菌药物靶标蛋白设计以蛋白为靶标的抑制剂药物。例如针对该靶标蛋白位点设计ppt1基因变异的Crispr/ZNF体系、表达抑制ppt1基因的siRNA等，使PPTase表达降低或缺失；或通过药物筛选获得PPTase蛋白活性的抑制剂等方法，最终降低赤霉素中GA₃、GA₄以及GA₇的产量，进一步可降低赤霉素作用于包括小麦、玉米、甘蔗等的经济作物引发减产、死亡等一系列问题。

优选的，所述真菌药物靶标蛋白氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶（PPTase）可催化脂肪酸合酶、聚酮合成酶、非核糖体肽合成酶的酰基载体蛋白、肽酰载体蛋白等蛋白的翻译后修饰反应，将辅酶A上的磷酸泛酰巯基乙胺基转移到上述蛋白的保守丝氨酸残基上，由此合成脂肪酸、聚酮、非核糖体肽。