[发明专利]具有马铃薯Y病毒属抗性的Pvr4基因及其用途

说明书

本发明提供对马铃薯Y病毒属(potyvirus)具有抗性的Pvr4基因及其用途。本发明中使用利用Pvr4基因序列的分子标记，由此能够对马铃薯Y病毒属抗性辣椒的培育做出贡献。此外，本发明具有对马铃薯Y病毒属导致的经济上显示出生产量的大幅减少的异种作物马铃薯或番茄也能够进行转化的特征，通过这种转化可以期待作物的生产量的增加和经济效果。

技术领域

本发明涉及具有马铃薯Y病毒属(Potyvirus)抗性的Pvr4基因及其用途。

背景技术

辣椒(capsicum annuum)在分类学上是属于茄科(Solanaceae)的植物，是含有辣味成分辣椒素(capsaicin)的作物，由于维生素含量高，从而被利用为生食，并且干辣椒大部分使用为调味料。根据联合国粮食及农业组织(FAO，United Nations Food andAgriculture Organization of the United Nations)的统计，据报道，以2012年为基准，干辣椒的全世界生产量为335万吨，生食用辣椒的生产量为3100万吨，并且生产量正处于逐渐增加的趋势。

马铃薯Y病毒属(Potyvirus)是马铃薯Y病毒科(Potyviridae spp.)病毒，在植物病毒中包含最多种类的病毒，能感染包含于59科的503个植物(Quenouille et al.,MolPlant Pathol 14,439-452(2013),http://pvo.bio-mirror.cn/genus039.htm#Range)。据报道，被马铃薯Y病毒属感染的宿主植物体(host)在分类学上主要属于茄科(Solanaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、豆科-蝶形花亚科(Leguminosae-Papilionoideae)、苋科(Amaranthaceae)、葫芦科(Cucurbitaceae)、菊科(Compositae)、十字花科(Cruciferae)、禾本科(Gramineae)(VIDE项目(病毒识别数据交换项目(Virus Identification DataExchange project)；http://pvo.bio-mirror.cn/genus039.htm#Range)。马铃薯Y病毒属通过蚜虫传播到植物体，也可以通过被病毒感染的植物组织的汁液(sap)以物理方式接种于寄主植物体。据报道，在如马铃薯(Solanum tuberosum)、番茄(Solanum lycopersicum)及辣椒(Capsicum annuum)等茄科(Solanaceae)作物的栽培中，马铃薯Y病毒属在经济上引起大约为45％的损失(Abdalla et al.,Plant disease,1991,vol.75,No.10,1019-1023)。马铃薯Y病毒属中，辣椒斑驳病毒(pepper mottle virus，PepMoV)是700～900nm的长度、12～15nm的宽度的杆状(rod shape)，具有约10Kb的(+)ssRNA结构。PepMoV表达多聚蛋白(polyprotein)，并通过多聚蛋白中存在的蛋白酶(proteinase)被切割为11个蛋白质。此外，在5′末端上具有VPg(病毒基因组连接蛋白(genome-linked protein))结构，在3′末端上具有多聚腺苷酸尾(poly(A)tail)结构(Quenouille et al.,Mol Plant Pathol.,2013,vol.14,439-452)。在韩国、欧洲及美国等地方，报道有辣椒及灯笼椒(Capsicum annuum)中的马铃薯Y病毒属的自然发生(Green et al.,Asian Vegetable Research andDevelopment Center,1991,vol.9,No.18,Technical Bulletin 18；Kenyon,L.,Kumar,S.,Tsai,W.S.,Hughes,J.D.A.(2014).Virus Diseases of Peppers(Capsicum spp.)andTheir Control.Control of Plant Virus Diseases:Seed-Propagated Crops,vol.9,297-354)。PepMoV通过汁液的接种容易传染至辣椒和烟草，也通过各种蚜虫传染。被该病毒感染的辣椒叶子出现斑点(mottle)现象，并引起叶子和果实的畸形，感染严重的辣椒会萎缩且辣椒果实的数量会减少。关于PepMoV的研究，开发了如下的SP6PepMoV-Vb1/GFP病毒，即，当绿色荧光蛋白(GFP，green fluorescent protein)插入PepMoV的基因组内，导致宿主植物被PepMoV感染时，不仅是在自然状态下观察到的斑点现象，而且在紫外光(UV light，ultra violet light)下也能够确认PepMoV的感染范围的SP6PepMoV-Vb1/GFP病毒(Lee etal.,Virus Research,2011,vol.155,487-494)。由于SP6PepMoV-Vb1/GFP的开发，能够利用分子生物学的方法清楚且容易地分析PepMoV的病状。