Fg05119基因在防控小麦赤霉病中的应用

本发明属于植物病害防治，涉及

fg05119基因在防控小麦赤霉病中的应用。

背景技术：

1、禾谷镰刀菌（

fusarium graminearum）是引起小麦赤霉病（fusarium headblight，fhb）的主要病原真菌之一。该病原菌适应性强、传播范围广，在小麦扬花期易侵染植株，对小麦产量与品质造成双重损害。禾谷镰刀菌侵染小麦植株后，会破坏麦穗、籽粒的正常生长发育，导致小麦减产，病原菌在侵染过程中还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（don）等真菌毒素。这类毒素稳定性强，耐高温、耐加工处理，可长期残留于小麦籽粒、秸秆等组织中，经粮食与饲料供应链进入人畜体内，毒素还可通过食物链富集，持续危害人畜机体健康。

2、目前，小麦赤霉病防治主要依赖化学药剂，化学药剂具有见效快、操作便捷、适用性广的优势。但长期、单一、高频次地使用化学药剂易引发田间病原菌抗药性群体持续富集、扩张，导致常规杀菌剂防控效果逐年衰减；同时化学药剂残留会污染农田土壤、水体生态环境，破坏田间微生物群落结构，造成农业生态失衡。并且，现有化学药剂在同步实现病害有效控制和don毒素污染降低方面存在局限性，部分杀菌剂的不当施用甚至可诱导don毒素的产生，加剧毒素污染风险。

3、现阶段，抗性育种、生物防控等替代技术尚不成熟，存在抗性种质资源稀缺的问题，无法大规模替代化学防控手段。因此，发掘并鉴定一种能调控禾谷镰刀菌致病性与don毒素合成的功能基因，从分子层面解析病原菌致病与毒素合成机制，从而为生物防控小麦赤霉病提供基因资源与理论依据。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供

fg05119基因在防控小麦赤霉病中的应用。

fg05119基因的核苷酸序列如seq id no:1所示，该基因参与调控小麦赤霉病病原菌禾谷镰刀菌致病性和don毒素生物合成。本发明对构建的

fg05119基因缺失突变体进行功能分析发现，缺失

fg05119基因后，菌株菌落生长速率略有提高，但子囊孢子喷发量显著减少，并且缺失突变体菌株对小麦的致病力以及该菌株的don毒素合成能力明显下降。该基因具有作为小麦赤霉病防控和don毒素污染控制双重功能分子靶标的应用潜力，可将

fg05119基因、其转录产物或编码蛋白作为靶标，用于筛选或开发抑制靶标表达或抑制靶标功能的活性物质，具有广泛的应用前景。

2、一方面，本发明提供

fg05119基因在防控小麦赤霉病中的应用，所述

fg05119基因的核苷酸序列如seq id no:1所示；

3、所述小麦赤霉病的病原菌为禾谷镰刀菌

fusarium graminearum；

4、所述

fg05119基因正向调控禾谷镰刀菌的致病性。

5、进一步地，敲除或沉默所述

fg05119基因降低禾谷镰刀菌的致病性，并减少禾谷镰刀菌子囊孢子喷发量。

6、进一步地，所述降低禾谷镰刀菌的致病性包括削弱禾谷镰刀菌在寄主组织内的扩展能力。

7、具体地，本发明通过试验发现，与对照菌株相比，突变体菌株δfg05119的子囊孢子喷发量显著减少。

8、具体地，本发明通过试验发现，野生型ph-1能够诱发小麦典型赤霉病病斑，并沿穗轴蔓延扩展；突变体菌株δfg05119仅在接种小穗处形成轻微病斑，病害无法扩散至邻近小穗，小麦穗部病情指数显著降低；回补菌株δfg05119-c的致病能力恢复至野生型菌株水平。半薄切片结果表明，突变体菌株δfg05119在外稃中的侵染菌丝明显减少，小穗轴中未见侵染菌丝；回补菌株的外稃和小穗轴中均可见大量侵染菌丝。

9、进一步地，所述降低禾谷镰刀菌的致病性还包括抑制don毒素的合成、减少产毒小体的数量中的至少一种。

10、具体地，本发明通过试验发现，突变体菌株δfg05119在小麦籽粒中的don毒素含量较野生型菌株ph-1降低超过4倍。其产毒培养结果显示，突变体菌株δfg05119的don毒素产量较野生型降低超过2倍，回补菌株恢复至接近野生型水平。

11、具体地，本发明通过试验发现，野生型菌株可形成大量环形或半月形产毒小体，而突变体菌株δfg05119仅形成短线状产毒小体，表明其形成异常。western blot结果进一步显示，突变体菌株δfg05119中tri1蛋白表达水平显著降低。

12、另一方面，本发明请求保护一种降低禾谷镰刀菌致病性的方法，包括敲除或沉默禾谷镰刀菌中的

fg05119基因，所述

fg05119基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

13、还有，本发明请求保护作为筛选靶标在筛选能够抑制禾谷镰刀菌致病性和/或don毒素合成的活性成分中的应用，所述筛选靶标为

fg05119基因、

fg05119基因的转录产物、

fg05119基因编码的蛋白中的一种；

14、进一步地，所述

fg05119基因的核苷酸序列如seq id no:1所示；

15、所述

fg05119基因的转录产物的核苷酸序列如seq id no:2所示；

16、所述

fg05119基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:3所示。

17、所述活性成分包括但不限于双链rna、sirna、反义寡核苷酸、蛋白功能抑制、小分子化合物。

18、与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：

19、本发明通过研究发现

fg05119基因与禾谷镰刀菌致病性及don毒素合成密切相关，对构建的

fg05119基因缺失突变体进行功能分析发现，缺失

fg05119基因后，菌株菌落生长速率略有提高，但子囊孢子喷发量显著减少，并且缺失突变体菌株对小麦的致病力以及该菌株的don毒素合成能力明显下降。接种突变体菌株δfg05119后，仅在接种小穗处形成轻微病斑，病害无法扩散至邻近小穗，小麦穗部病情指数显著降低；回补菌株δfg05119-c的致病能力恢复至野生型菌株水平。半薄切片结果显示，突变体菌株δfg05119在外稃中的侵染菌丝明显减少，小穗轴中未见侵染菌丝；回补菌株的外稃和小穗轴中均可见大量侵染菌丝。

fg05119基因具有作为小麦赤霉病防控和don毒素污染控制双重功能分子靶标的应用潜力，可将

fg05119基因、其转录产物或编码蛋白作为靶标，用于筛选或开发抑制靶标表达或抑制靶标功能的活性物质，具有广泛的应用前景。