[發(fā)明專利]具有對疫霉的抗性的馬鈴薯轉(zhuǎn)基因植物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380041856.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN104583409A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·J·施塔爾;N·特默
• 申請（專利權(quán)）人: KWS種子股份有限公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 左路

本發(fā)明涉及具有對疫霉屬卵菌的抗性的馬鈴薯(Solanum?tuberosum)轉(zhuǎn)基因植物、此類植物的轉(zhuǎn)基因部分、其生產(chǎn)方法以及外部應(yīng)用于植物的方法。

即使在現(xiàn)在，由致病疫霉(Phytophthora?infestans)導(dǎo)致的馬鈴薯晚疫病仍然是最普遍的且對經(jīng)濟(jì)影響巨大的馬鈴薯疫病。

縱觀全球，該病原體帶來產(chǎn)量損失超過20％，導(dǎo)致收益損失。這意味著必須使用一些昂貴的化學(xué)的植物保護(hù)措施，因為馬鈴薯用于對抗致病疫霉，或減慢并限制其繁殖的自然防御機制不是足夠的或者長期的。

已知植物的自然防御機制，例如在侵染部位的過敏反應(yīng)、細(xì)胞壁的木質(zhì)化、發(fā)病機理相關(guān)蛋白質(zhì)的產(chǎn)生以及植物抗毒素的合成等，確實有助于增加抗性，但是對于受影響的植物，也會伴隨著能量的損失和收益的損失。

植物的自然防御機制還包括所謂的抗性基因(R基因)的表達(dá)，該基因的產(chǎn)物能夠與微生物的非病原基因(Avr基因)相互作用(基因?qū)蚣僬f)并由此誘導(dǎo)特異性防御反應(yīng)。但是，如果病原體例如致病疫霉可以免除Avr基因的合成，可以阻礙這一抗性，宿主植物也不會出現(xiàn)病原體識別該以及隨后的特異性防御反應(yīng)。

Fire等(1998)的研究已證實雙鏈RNA(dsRNA)可導(dǎo)致同源RNA的序列特異性降解。同時，從該結(jié)果出發(fā)，利用RNA干擾(RNAi)技術(shù)，通過宿主植物誘導(dǎo)的保守且必需的基因(例如來自線蟲或鱗翅目和Coleroptera的基因)沉默開發(fā)了體內(nèi)與體外均表現(xiàn)出了對這些害蟲的抗性的轉(zhuǎn)基因植物。

此外，宿主植物與致植物病真菌的相互作用構(gòu)成了宿主誘導(dǎo)的基因沉默(HIGS)的概念的應(yīng)用以誘導(dǎo)抗性(EP?1?716?238)。

Van?West等(1999)首先在疫霉中應(yīng)用基因沉默方法，以實施對這些卵菌特異性基因的功能分析。

在WO?2006/070227中，第一次描述了，基于雙鏈RNA在真菌細(xì)胞外與真菌細(xì)胞接觸，利用RNA干擾控制病原真菌。它提出了一種可以生產(chǎn)具有病原體抗性的植物的方法。通過這種方式，RNA干擾可以針對一種或者多種病原體的一個或者多個基因。致病疫霉是可能的病原真菌而馬鈴薯是可能宿主植物。

之前研究給出假說，宿主植物誘導(dǎo)的基因沉默并不能夠?qū)γ恳粋€基因起作用，因此選擇目標(biāo)基因?qū)τ诠δ苄猿聊侵陵P(guān)重要的。因此，例如，通過宿主植物誘導(dǎo)的基因沉默，無法充分降低致病疫霉中的細(xì)胞膜H+-ATPase?PnMA1以賦予有效的針對病原體的保護(hù)(Zhang?et?al.2011)。因此，目標(biāo)基因的選擇對于植物有效的病原體防御是決定性的(Yin?et?al.2011)。

最近提出的篩選系統(tǒng)有望能夠幫助選擇合適的寄生基因用于沉默構(gòu)建體，以產(chǎn)生具有病原體抗性的植物(US?2010/0257634)。作者也提出了鑒定適宜的測試構(gòu)建體來誘導(dǎo)馬鈴薯中的植物抗性。就這點而言，目標(biāo)基因是基于基因組序列的生物信息學(xué)分析或必需基因或者來自其他已知模式生物的毒力因子的序列同源性確定的。該文件并沒有包含任何本發(fā)明公開的用于產(chǎn)生針對疫霉屬卵菌的抗性的基因的提示。

在WO?2009/112270文中，描述了一種用于在轉(zhuǎn)基因植物中產(chǎn)生針對多種真菌的廣譜抗性的方法。在本發(fā)明的方法的一種實施方式中，所述廣譜抗性針對葡萄鉤絲殼菌(Uncinula?necator)、葡萄生軸霜霉(Plasmopora?viticola)、單胞銹菌(Uromyces?spec.)、豆薯層銹菌(Phakopsora?pachyrhizi)、白粉菌(Erysiphe?sp.)以及致病疫霉。