一种与致病力相关的灰霉病菌基因BcArs2及其应用属微生物基因工程技术领域，本发明专利技术提供的来自灰霉病菌的控制分生孢子形态和致病性的基因BcArs2，具有序列表中SEQ ID No:1所示的由4839个核苷酸组成的DNA序列；提供的BcArs2基因所编码的蛋白质，具有序列表中SEQ ID No:2所示的由926个氨基酸组成的氨基酸序列；BcArs2基因可在植物抗灰霉病基因工程领域中应用；通过对灰霉病菌控制分生孢子形态和致病性的蛋白质BcArs2进行缺失、突变或修饰，而使其致病力发生缺陷，可作为靶标在设计和筛选抗真菌药剂中应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属微生物基因工程
，具体设及植物保护领域中控制真菌分生抱子 形态与致病性的基因及其编码蛋白质的应用。
技术介绍
阳00引灰霉病菌度Otrytis cinerea)通常又称作灰葡萄抱，属于子囊菌口(Ascomycota)真菌，是灰霉病的病原菌，可侵染200多种植物，包括几乎所有的蔬菜及果树 作物。寄主从苗期到挂果期均可发病，而且，植株各部位均可被灰霉病菌侵染，叶部发病的 典型症状表现为"V"形病斑，花部主要表现为腐烂和调萎，果实主要表现为腐烂和脱落。病 害的发生和蔓延与环境的湿度、溫度存在密切的关系，在20°C -23°C，相对湿度90% W上时 发生严重。因此，灰霉病属低溫高湿型病害，在多雨季节或者保护地生产中极易发生，每年 因该病导致的经济损失高达100-1000亿美元。由于寄主范围广泛，生产上危害严重，再加 上相关分子研究技术成熟，灰霉菌已成为最重要的模式植物病原真菌之一，受到广泛研究。 灰霉病菌是典型的死体营养型病原真菌，可生成多种致病因子参与致病，主要包 括细胞壁降解酶类、角质酶、毒素、植物激素、抵抗寄主反应的酶类、小RNA及小分子物质 等，运些因子相互协作使灰霉病菌能够杀死寄主细胞并分解死亡的寄主组织作为营养。自 然条件下，灰霉菌多W分生抱子作为侵染寄主的初侵染和再侵染来源。灰霉病菌常W菌丝 体、分生抱子或菌核附着在植物病残体上或在±壤中越冬和越夏，成为下一生长季的初侵 染来源。当条件适宜时，菌核萌发产生菌丝体和分生抱子梗，并产生大量的分生抱子。成熟 的分生抱子能够借助风、雨水、灌概水和农事操作等进行传播。在低溫高湿条件下，分生抱 子萌发形成芽管，芽管末端稍稍膨大发育成附着胞或者进一步形成侵染垫等侵染结构，主 要从衰败的花器、伤口W及坏死组织侵入。 当高浓度的灰霉病菌分生抱子侵染寄主时，发病迅速，此时主要通过芽管顶端形 成的附着胞侵入；伴随抱子浓度降低，通过芽管顶端侵入的比例降低，发病速度也相应延缓 1-4天，此时主要通过由菌丝发育成的附着胞或侵染垫侵入。附着胞、侵染垫等侵染结构的 发育，对于灰霉病菌侵染寄主是至关重要的，如果侵染结构发育受到影响，灰霉病菌将难W 侵入寄主，其危害程度会随之受到严重削弱。灰霉病菌侵染结构的发育受到营养、界面等外 源条件及发育信号的联合调控，相关分子机制尚不清楚，对该领域进行深入研究不仅有助 于掲示灰霉病菌等死体营养型病原真菌致病的分子机制，而且对于研发防治包括灰霉病菌 在内的植物病原真菌的药剂具有重要应用价值。 阳〇化]从分生抱子产生、萌发到发育出功能完备的侵染结构，是一个精细的调控过程， 鉴定该调控过程的重要组分，并验证相关基因的致病功能，有可能从中发现可W作为杀真 菌剂作用祀标的蛋白质，为开发防治灰霉病及其它类似病害的高效药剂奠定理论和技术基 础。Ars2是一种亚神酸盐抗性蛋白质，广泛存在于动物、植物、细菌、丝状真菌、裂殖酵 母等生物，而在酿酒酵母的基因组中却没有编码该蛋白质的基因。Ars2蛋白质具有锋指结 构，可W跟RNA结合，在细胞核中发挥作用，主要参与microRNA与mRNA(如组蛋白的mRNA)的加工，进而影响细胞的增殖。在哺乳动物中，Ars2参与了胚胎的早期发育；在植物中， Ars2编码基因缺失会导致发育缺陷并对脱落酸表现敏感。通过对灰霉病菌Ars2编码基因 的分析，评价该基因在灰霉病菌发育及致病过程的作用，有利于鉴定潜在的防治祀标，用于 筛选新型杀真菌药剂。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种控制分生抱子形态和致病性的基因及其编码的蛋白 质。 本专利技术所提供的控制分生抱子形态和致病性基因来源于灰霉病菌，名称为 BcArs2,其具有序列表中SEQ ID No: 1所示的DNA序列。该DNA序列由4839个核巧酸组 成，包括基因的启动子、开放阅读框及终止子。5'端第1位至1037位核巧酸之间为启动子 序列；BcArs2的开放阅读框由2959个核巧酸组成，其中包含3个外显子，分别位于SEQ ID No: 1的5'端第1038位至1215位核巧酸之间、第1343位至3363位核巧酸之间和第3415 位至3996位核巧酸之间，组成的编码区长度合计为2781个核巧酸；5'端第3997位至4839 位核巧酸之间为终止子序列。 本专利技术提供了BcArs2基因所编码的蛋白质，其具有序列表中SEQ ID No: 2所示的 氨基酸序列，该序列由926个氨基酸组成。 来自灰霉病菌的控制分生抱子形态和致病性基因BcArs2可应用于植物抗灰霉病 基因工程领域。 来自灰霉病菌的控制分生抱子形态和致病性基因BcArs2所编码的蛋白质，对灰 霉病菌控制分生抱子形态和致病性蛋白质BcArs2进行缺失、突变或修饰而使其分生抱子 形态、致病力发生缺陷，可作为祀标在设计和筛选抗真菌药剂中应用。 本专利技术证明了BcArs2基因的缺失或突变导致灰霉病菌生长缓慢、分生抱子形态 崎形及致病力显著降低，说明BcArs2基因是灰霉病菌引起农作物灰霉病所必需的基因。因 此，筛选能够阻止该基因表达与其蛋白质的表达、修饰及定位的化合物，可W有效控制灰霉 病的发生，从而有助于开发新型杀菌剂，即本专利技术所提供的BcArs2基因的一个重要用途 是：该基因的表达与其编码的蛋白质产物的表达、修饰及定位，可W作为重要候选祀标位 点，用于抗真菌药剂（特别是抗灰霉病菌药剂）的筛选和设计。【附图说明】 阳01引图1为BcArs2蛋白质的结构域分析示意图 图2为灰霉病菌BcArs2基因的敲除策略（通过同源重组进行基因替换）示意图 其中：WT为野生型菌株B05. 10, pArs2-ko为敲除载体，BcArs2-K0为BcArs2基因 缺失突变体； 图3为BcArs2基因缺失突变体的PCR验证电泳图 阳017] 其中：a、b、c、d为所用引物，相应位置见图2 ;K01、K02为两株独立获得的BcArs2 基因缺失突变体； 阳0化]图4为遗传互补菌株的PCR验证电泳图 其中：a、b、c、d为所用引物，相应位置见图2 ;K01/Ars2为在突变体KOI基础上转 入完整BcArs2基因的互补菌株； 图5为BcArs2基因的缺失突变体与野生型菌株及互补菌株的培养特征比较照片 其中：所用培养基为口04，胖1'为野生型，1(01、1(02为两株独立获得的8。4'32基因缺 失突变体，K01/Ars2为在突变体KOl基础上转入完整BcArs2基因的互补菌株，培养四天后 进行评价； 图6为BcArs2基因的突变体与野生型菌株及互补菌株的分生抱子形态比较照片 阳02引 其中：标尺为IOym; 图7为BcArs2基因的突变体与野生型菌株及互补菌株的致病力比较照片 其中：所选择寄主为番茄，采用离体叶片接种菌饼的方法，接种3天后进行评价。【具体实施方式】 为了更好地描述本专利技术，下面通过具体的实施例予W进一步的说明，下述实施例 中的方法，如无特别说明，均为常规方法。 实施例1 BcArs2基因的相关性分析BcArs2基因位于灰霉病菌II号染色体上，其开放阅读框由2959个核巧酸组成，包 含3个外显子，编码区CDNA全长为2781个核巧酸，编码的蛋白质产物由926个氨基酸组成。 取BcArs2 蛋白质序列进行比对分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种来自灰霉病菌(Botrytis cinerea)的控制分生孢子形态和致病性基因BcArs2，其特征在于具有序列表中SEQ ID No:1所示的DNA序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李桂华，冯会强，秦庆明，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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