本發(fā)明涉及一種禾谷鐮刀菌的致病性研究，尤其涉及一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因，屬于基因工程。

背景技術(shù)：

1、玉米作為我國重要的糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)直接關(guān)系到糧食安全。玉米莖基腐病又稱玉米莖腐病，俗稱玉米青枯病，是由多種病原菌單獨(dú)或復(fù)合侵染造成根系和莖基腐爛的一類病害。玉米莖基腐病主要由腐霉菌和鐮刀菌侵染引起，病士、病殘?bào)w是此病主要傳播途徑之一。該病為全株表現(xiàn)的侵染性病害。玉米乳熟末期至蠟熟期為顯癥高峰期，一般從灌漿至乳熟期開始發(fā)病。

2、玉米根腐病是由多種土壤中病原菌引起的，主要包括腐霉菌、立枯絲核菌、串珠鐮刀菌和禾谷鐮刀菌。玉米根腐病的癥狀包括：玉米根腐病主要發(fā)生在玉米幼苗長到3-5葉的時(shí)候，前期玉米幼苗的根須部位出現(xiàn)水漬狀，然后導(dǎo)致根須開始出現(xiàn)黃化，最后導(dǎo)致玉米的根部腐爛倒伏，用手輕輕一提幼苗的時(shí)候，根部和莖部會(huì)出現(xiàn)分離。

3、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，禾谷鐮刀菌是一種常見的植物病原菌，禾谷鐮刀菌是一種絲狀真菌，它可以通過玉米的根、莖、葉等部位侵入植物體內(nèi)，導(dǎo)致玉米的葉片出現(xiàn)黃斑、枯斑等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致玉米的死亡。禾谷鐮刀菌的危害不僅在于其直接對(duì)玉米的侵害，還在于其產(chǎn)生的毒素對(duì)玉米的生長和產(chǎn)量的影響。

4、禾谷鐮刀菌在侵染玉米的過程中，許多功能結(jié)構(gòu)域未知的基因呈現(xiàn)上調(diào)表達(dá)趨勢(shì)，說明其在侵染寄主的過程中發(fā)揮重要的作用，但是關(guān)于這部分基因的研究鮮為報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02及其應(yīng)用，為植物致病真菌的防控提供新的線索。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02，所述基因fgse02的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

3、一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02編碼的蛋白，所述基因fgse02編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4、一種禾谷鐮刀菌基因fgse02敲除突變體δfgse02，所述突變體δfgse02為通過潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶hph同源重組的方法從禾谷鐮刀菌fg-12的基因組中敲除基因fgse02獲得。

5、上述的一種禾谷鐮刀菌基因fgse02敲除突變體δfgse02，所述變體δfgse02對(duì)玉米根部致病性較野生型fg-12菌株顯著下降。

6、上述的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02在防治玉米莖基腐病和玉米根腐病過程中的應(yīng)用。

7、上述的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02在研究禾谷鐮刀菌致病機(jī)理中的應(yīng)用。

8、進(jìn)一步的，所述基因fgse02在煙草中瞬時(shí)表達(dá)，可引起煙草壞死。

9、進(jìn)一步的，所述基因fgse02抑制煙草中活性氧爆發(fā)。

10、進(jìn)一步的，所述基因fgse02在侵染玉米的初期表達(dá)量顯著上調(diào)。

11、進(jìn)一步的，所述基因fgse02影響真菌的穿透能力。

12、本發(fā)明的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02及其應(yīng)用的有益效果為：

13、本發(fā)明為解析禾谷鐮刀菌的致病機(jī)理，根據(jù)禾谷鐮刀菌侵染玉米期間轉(zhuǎn)錄組分析，確定了一個(gè)無功能結(jié)構(gòu)域注釋的基因fgse02。該基因具有典型效應(yīng)蛋白的特征，具有外泌功能，瞬時(shí)表達(dá)fgse02可以引起煙草壞死；對(duì)于fgse02功能系統(tǒng)的探究可能為植物致病真菌的防控提供新的線索。

14、本發(fā)明禾谷鐮刀菌fgse02基因長度為306個(gè)氨基酸，是一個(gè)單外顯子基因，無跨膜結(jié)構(gòu)域和gpi錨定位點(diǎn)，信號(hào)肽長度為n端前19個(gè)氨基酸，通過cdd和pfam在線軟件注釋發(fā)現(xiàn)該基因沒有蛋白結(jié)構(gòu)域的注釋，為一個(gè)全新的基因；該其信號(hào)肽具有外泌活性，且信號(hào)肽的存在與否均不影響fgse02基因引起在煙草中壞死的能力。

15、本發(fā)明禾谷鐮刀菌fgse02基因可抑制煙草中活性氧爆發(fā)；該基因在對(duì)玉米進(jìn)行侵染的初期有明顯的上調(diào)表達(dá)，在侵染初期發(fā)揮重要的作用。

16、本發(fā)明得到的禾谷鐮刀菌fgse02基因敲除突變體（δfgse02）和回補(bǔ)體（δfgse02-c），相較于野生型（wt）菌株生長速率無明顯變化，敲除體相較于野生型和回補(bǔ)體來說產(chǎn)孢率也無明顯變化，敲除體相較于野生型和回補(bǔ)體來說孢子萌發(fā)率也無明顯變化；但野生型和回補(bǔ)體孢子萌發(fā)方式仍是極性生長，而敲除體的萌發(fā)方式發(fā)生了改變，由菌體中部開始萌發(fā)生長，表明基因fgse02可能調(diào)控禾谷鐮刀菌分生孢子的萌發(fā)方式。

17、本發(fā)明基因fgse02對(duì)于禾谷鐮刀菌的致病性具有非常重要的作用，野生型和回補(bǔ)體的菌絲仍可穿透聚乙烯膜進(jìn)行生長，而敲除體失去了穿透聚乙烯膜的能力，說明fgse02基因影響真菌的穿透能力；野生型和回補(bǔ)體菌株致病性較強(qiáng)，玉米根部出現(xiàn)明顯褐色，而fgse02敲除突變體僅能在玉米根下部引起明顯變褐的癥狀。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02，其特征在于，所述基因fgse02的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.權(quán)利要求1所述的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02編碼的蛋白，其特征在于，所述基因fgse02編碼的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

3.一種禾谷鐮刀菌基因fgse02敲除突變體δfgse02，其特征在于，所述突變體δfgse02為通過潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶hph同源重組的方法從禾谷鐮刀菌fg-12的基因組中敲除基因fgse02獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種禾谷鐮刀菌基因fgse02敲除突變體δfgse02，其特征在于，所述變體δfgse02對(duì)玉米根部致病性較野生型fg-12菌株顯著下降。

5.權(quán)利要求1所述的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02在防治玉米莖基腐病和玉米根腐病過程中的應(yīng)用。

6.權(quán)利要求1所述的一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因fgse02在研究禾谷鐮刀菌致病機(jī)理中的應(yīng)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述基因fgse02在煙草中瞬時(shí)表達(dá)，可引起煙草壞死。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述基因fgse02抑制煙草中活性氧爆發(fā)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述基因fgse02在侵染玉米的初期表達(dá)量顯著上調(diào)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述基因fgse02影響真菌的穿透能力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種調(diào)控禾谷鐮刀菌致病性的基因FGSE02及其應(yīng)用，屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，所述基因FGSE02的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述基因FGSE02編碼的蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，本發(fā)明得到的禾谷鐮刀菌FGSE02基因敲除突變體（ΔFGSE02），相較于野生型（WT）菌株生長速率、產(chǎn)孢率、孢子萌發(fā)率無明顯變化，但敲除突變體的萌發(fā)方式發(fā)生了改變，由菌體中部開始萌發(fā)生長；本發(fā)明的FGSE02基因影響真菌的穿透能力、對(duì)玉米致病性較強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：郝志剛,羅來鑫,李健強(qiáng),于鋮儇,徐秋實(shí),劉德凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)三亞研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15