一种稻瘟菌基因MoHG1在调控稻瘟菌菌株生长和致病力中的应用

本发明属于植物基因工程领域，特别涉及一种稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌菌株生长和致病力中的应用。

背景技术：

1、由于稻瘟菌较易开展遗传分析，且在生长发育和侵染机制等方面有许多植物病原真菌所共有的特点，因此，稻瘟菌也是研究丝状真菌生长发育和致病机制的模式生物。

2、稻瘟菌对水稻的侵染过程主要包括：(1)分生孢子随风雨传播，并粘附在水稻叶片表面；(2)分生孢子萌发，形成芽管；(3)芽管分化形成附着胞；(4)附着胞分化形成侵染钉；(5)侵染钉穿透寄主细胞，并在寄主细胞内形成侵染菌丝，在细胞间进行扩展。稻瘟菌主要靠分生孢子侵染水稻地上部分组织，当分生孢子接触寄主表皮后，萌发形成发芽管，发芽管又特异性分化产生附着胞，附着胞形成侵染钉穿透寄主表皮继而持续进入寄主细胞中，致使寄主植物在5-7d左右出现症状。其中，稻瘟菌成功侵染水稻的关键过程在于形成高度特化的侵染结构-附着胞，附着胞成熟后产生的膨压，能使侵染钉穿透水稻角质层，从而成功侵染水稻细胞。当稻瘟菌不能形成完整的附着胞时，其致病力显著减弱。

3、在稻瘟菌中，细胞壁完整性信号通路通过分裂原相关激酶磷酸化级联反应调控稻瘟菌对细胞壁胁迫的响应，影响稻瘟菌菌丝生长、附着胞形成和侵染能力。近几年，越来越多的研究发现，细胞壁完整性信号通路与其他信号通路存在相互交流，共同调节稻瘟菌的生长发育和侵染能力。现有技术中尚未有稻瘟菌mohg1基因对稻瘟菌致病能力影响的相关报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌菌株生长和致病力中的应用。

2、稻瘟菌中mohg1(hypha growth 1in magnaporthe oryzae)序列长度为694bp，编码区长度606bp，含有2个外显子，1个内含子，编码201个氨基酸，该基因编码蛋白注释为假定蛋白。利用在线分析软件对蛋白理化性质、二级结构、功能及亚细胞定位等进行预测分析，预测mohg1蛋白属于不稳定的疏水蛋白，具有2个跨膜区域，但无任何与功能相关的信息；但该蛋白二级结构具有8个α螺旋以及9条无规则卷曲；mohg1基因功能预测结果表明该蛋白可能与金属离子跨膜转运相关；亚细胞分析预测结果表明该蛋白可能是一个分泌到细胞外的蛋白。但是，目前对于稻瘟菌mohg1的具体生物学功能并不清楚。经过试验表明，与野生型相比，△mohg1敲除菌株菌丝生长显著降低，说明mohg1调控菌丝生长，但调控机制尚不清楚。△mohg1敲除菌株对细胞壁胁迫剂(cr、sds和cfw)表现十分敏感，说明mohg1可能参与了菌株细胞壁完整性信号通路的调控。利用稻瘟菌分生孢子水稻活体喷雾接种法对其致病力进行检测，结果表明△mohg1敲除菌株对水稻的侵染能力显著减弱。

3、本发明的目的通过下述技术方案实现:

4、本发明提供一种稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌致病力中的应用。所述的稻瘟菌基因mohg1，其氨基酸序列如seq id no：1所示，

5、所述的稻瘟菌基因mohg1，其核苷酸序列为如seq id no：2所示的dna序列。

6、进一步的，所述的稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌生长发育中的应用。

7、进一步的，所述的稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌附着孢形成中的应用。

8、进一步的，所述的稻瘟菌基因mohg1在维持稻瘟菌细胞壁完整性中的应用。

9、本发明提供一种稻瘟菌基因mohg1在防治由稻瘟菌导致的稻瘟病中的应用。

10、本发明提供一种稻瘟菌基因mohg1作为用于植物病害防治的药物靶标中的应用，所述的植物病害是由稻瘟菌导致的稻瘟病。

11、本发明提供一种稻瘟菌基因mohg1在防治由稻瘟菌导致的稻瘟病中的应用，所述的防治是是通过阻断或抑制稻瘟菌基因mohg1的表达来实现的。

12、进一步地，所述的阻断或抑制稻瘟菌基因mohg1的表达是采用所述稻瘟菌基因mohg1的反义rna或sirna。阻断或抑制稻瘟菌中基因mohg1的表达的药剂(例如利用该基因的反义rna或sirna等)在制备药物中的应用，所述药物用于控制由稻瘟菌导致的植物稻瘟病。

13、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

14、本发明首次提供的稻瘟菌基因mohg1，共编码201个氨基酸。本发明通过构建基因敲除融合片段，将其导入稻瘟菌原生质体；利用同源重组方法将该基因mohg1从稻瘟菌中敲除，获得敲除突变体δmohg1。对致病性测定结果表明，敲除突变体δmohg1的致病力显著低于野生型。上述试验证明，稻瘟菌mohg1基因为稻瘟菌的致病相关基因。

15、实验证明，△mohg1敲除菌株的产孢量极显著低于野生型菌株yn125，结果表明mohg1对稻瘟菌的产孢量有影响，mohg1影响稻瘟菌菌落生长速度；△mohg1敲除菌株的附着胞形成率极显著低于野生型菌株yn125，结果表明mohg1对稻瘟菌分生孢子萌发及附着胞的形成有影响；△mohg1敲除菌株释放的原生质体数量分别是野生型菌株yn125的27倍，结果表明个△mohg1敲除菌株对细胞壁降解酶敏感，mohg1调控稻瘟菌细胞壁的完整性；△mohg1-31敲除株和△mohg1-34敲除株处理的水稻比野生型菌株yn125处理的水稻发病轻，说明mohg1可能参与了稻瘟菌的致病过程，对水稻的侵染能力显著减弱其功能十分重要。本发明研究有助于深入阐明稻瘟菌的致病分子机制，为开发有效杀菌剂提供了靶标基因。

技术特征：

1.稻瘟菌基因mohg1在抑制稻瘟菌生长和降低稻瘟菌致病力中的应用，其特征在于：所述的稻瘟菌基因mohg1编码的氨基酸序列如seq id no：1所示。

2.根据要求1所述的应用，其特征在于：所述的稻瘟菌基因mohg1的核苷酸序列为如seqid no：2所示的dna序列。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的应用为以下(1)～(3)中的至少一项：(1)所述的稻瘟菌基因mohg1在调控稻瘟菌生长发育中的应用；

4.根据权利要求1所述的稻瘟菌基因mohg1在防治由稻瘟菌导致的稻瘟病中的应用。

5.根据权利要求4中所述的稻瘟菌基因mohg1在防治由稻瘟菌导致的稻瘟病中的应用，其特征在于：所述的防治是是通过阻断或抑制稻瘟菌基因mohg1的表达来实现的。

6.根据权利要求5所述的稻瘟菌基因mohg1在防治由稻瘟菌导致的稻瘟病中的应用，其特征在于：所述的阻断或抑制稻瘟菌基因mohg1的表达是采用所述稻瘟菌基因mohg1的反义rna或sirna。

7.根据权利要求1中所述的稻瘟菌基因mohg1作为用于植物病害防治的药物的靶标的应用，其特征在于：所述的植物病害是由稻瘟菌导致的稻瘟病。

技术总结
本发明公开一种稻瘟菌基因MoHG1在调控稻瘟菌菌株生长和致病力中的应用，属于植物基因工程领域。本发明通过构建基因敲除融合片段，将其导入稻瘟菌原生质体；利用同源重组方法将该基因MoHG1从稻瘟菌中敲除，获得敲除突变体△Mohg1，致病性试验表明，MoHG1的缺失显著降低了稻瘟菌的毒力，在水稻叶片上不能形成明显病斑。敲除突变体ΔMoHG1的致病力显著低于野生型；证明稻瘟菌MoHG1基因为稻瘟菌的致病相关基因；也证实MoHG1是稻瘟菌附着胞形成、维持细胞壁完整性和致病性所必需的。本发明所提供的稻瘟菌基因MoHG1及其应用在稻瘟病的防控方面具有重要意义。

技术研发人员：王一,李成云,林艾佳,郭力维,浦鑫,吴奇
受保护的技术使用者：云南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13