[发明专利]锈病抗性基因在审

专利信息
申请号: 201480052048.5 申请日: 2014-08-21
公开(公告)号: CN105612255A 公开(公告)日: 2016-05-25
发明(设计)人: E·拉吉达;J·W·摩尔 申请(专利权)人: 联邦科学工业研究组织;粮食研究发展公司
主分类号: C12N15/29 分类号: C12N15/29;C12N15/82;G01N33/68;A01H5/00
代理公司: 北京戈程知识产权代理有限公司 11314 代理人: 程伟;程云
地址: 澳大利亚澳大*** 国省代码: 澳大利亚;AU
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摘要:
搜索关键词: 锈病 抗性 基因
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于赋予植物对一个或多个活体营养性病原真菌抗性的新型转运 多肽及其编码基因。

背景技术

已经鉴定多种赋予病原抗性的基因,并将其用于植物育种。然而,由于病原 体新毒性品种的出现,植物中单基因病原抗性往往变得无效。相反,植物持久的 抗病性一般被认为是由多基因控制的。一些锈病抗性基因已经从小麦(Feuillet等, 2003;Huang等,2003;Cloutier等,2007)及其它谷物(Collins等,1999;Brueggeman 等,2002)中分离和克隆出,且这些基因主要来自重要抗性(R)基因的核苷酸结 合位点-富亮氨酸重复(NB-LRR)类别。例如,可防御小麦叶锈病真菌,小麦叶 锈菌(Pucciniatriticina),的三个小麦R基因(Lr1,Lr10和Lr21)已经被克隆(Somers 等,2004;Hayden等,2008;Manly等,2001)。一个例外是编码蛋白激酶的 大麦Rpg1锈病抗性基因。这些基因编码基因对基因对单个病原的抗性,且一般导 致植物组织对感染的强烈的过敏性反应。

相反,小麦(TriticumaestivumL.)锈病抗性基因如Lr34,位于染色体壁7DS, 赋予广谱和持久的成熟的植物对包括子囊菌纲和担子菌纲真菌的数个专性活体营 养性病原的抗性。这些包括叶锈病、条锈病、杆锈病和白粉病,且因此Lr34基因 已经在小麦育种中广泛使用,虽然它具有较弱、非过敏性反应表型(Dyck,1977 和1987;German和Kolmer,1992;Bossolini等,2006;Spielmeyer等,2008)。 具有抗性位点Lr34的栽培品种如Frontana已经具有对叶锈病真菌小麦叶锈菌埃里 克(PucciniatriticinaEriks)的有效并持久的抗性(Dyck等,1966;Singh和 Rajaram,1994)。迄今为止,尚未检测出小麦叶锈病(P.triticina)的分离菌具有 Lr34的完整毒力(Kolmer等,2003)。最近Lr34基因被克隆并被显示编码ABC 转运蛋白家族中的蛋白(Krattinger等,2009),虽然并没有证明该基因作为转运 蛋白的功能。Lr34抗性在遗传学角度仍然同赋予对条锈病抗性的命名为Yr18的基 因(小麦条锈菌(P.striiformis))不可分离(Singh,1992;McIntosh,1992)。已 经记录Lr34/Yr18与其它特性共分离,如成熟植物阶段叶片尖端坏死(Ltn1),白 粉病(最近定名为Pm38),对大麦黄矮病毒(Bdv1)和斑枯病(麦根腐病菌(Bipolaris sorokiniana))耐受((Singh,1992a,b;McIntosh,1992;Joshi等,2004;Spielmeyer 等,2005;Liang等,2006)),且这些表型被认为全部由Lr34抗性多肽多赋予的。

赋予广谱、成熟的植物对数个专性活体营养性病原的抗性的第二个基因Lr67, 位于小麦染色体4DL,且在一些小麦新增品种如RL6077中被发现(Herrera-Foessel 等,2011)。与Lr34相反,Lr67基因尚未广泛用于生产抗性栽培品种来进行商品 化小麦生产。虽然基于植物表型的最初报告(Dyck等,(1994)显示RL6077的抗性 基因可能是易位的Lr34,但是这随后被证明并非如此(Herrera-Foessel等,2011)。 在两个分离的人群中定位该基因后,Hiebert等,(2010)将在RL6077的基因定名 为Lr67。虽然Lr67也如同Lr34导致叶片尖部坏死,并对叶锈病和条锈病提供部 分的、广谱的、成熟植物抗性,但是这些是明显不同的基因。

需要确定如Lr67等基因的分子基础,这些基因对广谱病原提供数量上非品种 特异性、成熟植物病原抗性类型或部分抗性。

发明内容

本发明人已经鉴定新的转运多肽及其编码基因,这用于赋予植物对一个或多 个活体营养性真菌病原的抗性。

一方面,本发明提供一种包含编码多肽的外源多核苷酸的重组细胞,该多肽 的特征为以下一个或多个或全部:

i)在植物中表达时,多肽赋予植物对一个或多个活体营养性真菌病原的抗性, 优选地赋予对叶锈病、条锈病、杆锈病和白粉病的一个或多个或全部的抗性,

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