一种镰刀菌几丁质合酶基因Chs3b及应用制造技术

技术编号:12670621 阅读:109 留言:0更新日期:2016-01-07 15:19
本发明专利技术公开了一种镰刀菌几丁质合酶基因Chs3b及应用,一种分离、克隆的镰刀菌Chs3b基因,功能验证表明该基因是一种几丁质合酶基因,与真菌细胞壁中几丁质的合成相关,其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示,它编码的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,编码905个氨基酸。针对Chs3b基因的5个不同区段(分别命名为Chs3b-1,2,3,4和5),构建了5个不同的RNAi载体,分别转化镰刀菌,进行有效RNAi干扰区段的筛选,发现它们在生长、发育以及致病力等方面受到显著抑制,其中Chs3b-1、3、5段RNAi干扰效果最为明显,Chs3b-2段次之。在植物中表达针对该基因的RNAi载体,可以抑制镰刀菌的侵染,提高了转基因植株的抗赤霉病能力,进一步证实了该基因的功能及在植物抗病性状中的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因工程
具体涉及一种镶刀菌几了质合酶基因紐5*?,同时 还涉及一种镶刀菌几了质合酶基因紐丸%的RNAi载体的制备方法,还涉及一种镶刀菌几 了质合酶基因紐S茄在植物抗病性状中的用途。
技术介绍
几了质(Chitin)是真菌细胞壁的主要组成成分,它在真菌细胞形态建成过程中 起关键作用,对维持细胞壁结构的完整性及细胞的正常生长发育具有重要作用。几了质是 一种由目-1,4糖巧键连接N-己醜胺基葡聚糖而形成的线性链状聚合物,由几了质合成酶 (chitinsynthase,化S)催化合成。几了质合成酶是一种膜结合蛋白,它催化尿嚼巧-核 巧二磯酸-N-己醜胺基葡聚糖(UDP-N-ace切1-D-glucosamine)中的N-己醜胺基葡聚糖 (N-acetyl-D-glucosamine)转移到正在合成中的几了质链上,使几了质合成能够持续不断 的进行。当几了质合成酶基因被失活后,细胞壁结构失序,真菌细胞形态出现崎形并会导 致渗透压不稳定,对外界渗透压改变的敏感性增强(Specht等,TheCAS。andcAsi?genes 〇号Aspergillus nidulansandtheirrolesinchitinsynthesis.FungalGenetBiol. 1996. 20:153-167)。 不同真菌所含有的几了质合成酶基因数目不等,在一种古老的真 菌紐口邸山知townci/nici/ii中只含有一个几了质合成酶基因,而在米根霉 (做iw/wso巧為36)中含有超过20个不同类型的几了质合成酶基因化atg6等,化ecell wall:acarbohydratearmourforthefungalcell.MolMicrobiol.2007. 66: 279-290)。同种真菌的不同几了质合成酶基因的功能重要性也不一样。例如,尖抱镶 刀菌基因组中含有6个几了质合成酶基因(Martin-UrcUroz 等,aclassVIIchitinsynthaseinvolvedinseptation,iscriticalfor pathogenicityinFusarium oxysporum.EukaryotCell.2008. 7:112-121)。Chsl韋. 因失活虽然使突变体菌株的表型和致病力没有显著变化,但是平均每个细胞含有的细胞 核数目却显著多于野生型的,而且突变体的几了质含量也下降了 10%。紐5之和紐基 因失活导致致病力下降,细胞核数目没有异常,紐基因失活还能导致几了质含量下降 10% (Martin-UrcUroz等,RoleofchitinsynthasegenesinFusarium oxysporum. Microbiology.2004. 150:3175-3187)。紐丸?基因失活后无法得到相应的突变体,推测 该基因的失活有致死效应。紐5^^基因失活会导致突变体菌株致病力急剧下降,在植物 体上丧失侵染扩展能力,细胞壁完整性严重受损,对植物杀菌剂等极其敏感(Ma化id等, ClassVchitinsynthasedeterminespathogenesisinthevascularwiltfungus Fusarium oxysporuinandmediatesresistancetoplantdefencecompounds.Mol Microbiol.2003. 47:257-266)。紐5化基因失活导致的突变体表型变化更加明显,突 变体菌株隔膜出现异常,菌丝不同部位出现气球状结构,透射电镜观察到了特殊的菌丝 内菌丝(Intrahyphalhyphae)现象,突变体完全丧失致病力,对杀菌剂等化合物极度敏 感。送些都说明,紐5^^和紐5化基因在保持尖抱镶刀菌细胞壁完整性和侵染植物的过 程中具有重要作用(Martin-Urdiroz等,aclassVIIchitinsynthaseinvolvedin septation,iscriticalforpathogenicityinFusarium oxysporum.EukaryotCell. 2008. 7:112-121)。在禾谷镶刀菌中,克隆分离到了一个CAsi基因(Li等,Cloningand ch曰r曰cteriz曰tionof曰genecodingfor曰cl曰ssIchitinsynth曰sefromFusarium 打ear歴.Can.J.PlantPathol. 2003. 25: 240-248),通过对其同源敲除后,发现 ACAsi突变菌株的细胞壁结构发生明显的变化,其几了质合酶活性,几了质含量,分生抱 子的数量、大分生抱子的长度W及对小麦的致病力等都比野生型菌株都显著减少(Xu等, DisruptionofthechitinsynthasegeneChslfromFusarium asiaticumresultsin analteredstructureofcellwallsandreducedvirulence.FungalGenetBiol. 2010. 47(3):205-215)〇 由于几了质是真菌细胞壁的重要功能性组成成分,并且它只特异性的存在于真菌 细胞壁,甲壳类动物、昆虫和其他节肢动物外骨骼中,不存在植物和哺乳动物中,因此几了 质及几了质合成酶成为人们设计研发新型杀菌剂和防治真菌病害的理想祀标(Bowmanand Free等,Thestructureandsynthesisofthefungalcellwall.BioEssays. 2006.28: 799-808;Latge等,Thecellwall:acarbohydratearmourforthefungalcell.Mol Microbiol. 2007. 66: 279-290)。近几年来,Host-inducedgenesilencing(HIGS)技术在植物抗病虫害方面 的应用,开辟了植物病害防治的新途径。针对病原菌生长、发育或致病过程中的关键基 因作为祀标基因,在寄主植物中表达该祀标基因的RNAi载体,当病原菌侵染植物的过 程中,摄入相应的dsRNA/siRNA会对其内源的祀标基因的表达进行干扰,起到抑制病原 菌侵染白勺作用(Now曰r曰等,HIGS:host-inducedgenesilencingintheobligate biotrophicfungalpathogenBlumeria graminis.ThePlantCell. 2010. 22: 3130-3141;Koch等,Host-inducedgenesilencingofcytochromeP450Ianosterol C14a-demethylase-encodinggenesconfersstrongresistancetoFusariumspecies. Proc化tlAcadSciUSA. 2013. 110(48):19324-19329)。祀标基因的选择是决定HIGS 沉默效应大小的关键。可作为HIGS祀标的基因包括生长发育关键或致死基因、决定致病性 或病原菌侵染过程中的必需基因等,用送些祀基因的同源序列构建R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的基因,其编码基因为SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:廖玉才李和平宋修仕程伟杨鹏
申请(专利权)人:华中农业大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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