[發明專利]針對叢根病的抗性基因

在審

• 申請號: 201480045665.2
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN105612256A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: O·特爾耶克;D·博爾夏特;W·梅歇爾克;J·C·萊恩
• 申請（專利權）人: KWS種子歐洲股份公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/113;C07K14/415
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 左路;區斌

發明領域

本發明涉及編碼多肽的核酸分子，所述多肽可以在植物中，特別是在 表達所述多肽的甜菜屬植物中賦予(convey)對病原體(尤其是“甜菜壞死黃脈 病毒”(BeetNecroticYellowVeinVirus，BNYVV))的抗性。本發明也涉及多 肽，其可以在植物中賦予對病原體的抗性，尤其是在表達所述多肽的甜菜 屬植物中對BNYVV的抗性，且該多肽是由本發明中的核酸分子編碼的。 本發明還涉及包含該核酸分子或其部分的轉基因植物、植物細胞、植物器 官、植物組織、植物部分或植物的種子，以及涉及產生這種類型的轉基因 植物或植物細胞的方法。本發明也包括檢測該賦予抗性的核酸分子的方法， 以及篩選具有該賦予抗性的核酸分子的植物或植物細胞的方法。

發明背景

就利潤而言，叢根病(Rhizomania)是世界范圍內最嚴重的甜菜疾病，可 能導致50％或者更多的收入損失。該疾病，同樣被稱為“瘋根病(root madness)”，是由“甜菜壞死黃脈病毒”(BeetNecroticYellowVeinVirus， BNYVV)引起的，并由土傳原生動物甜菜多粘菌(Polymyxabetae)傳播。 BNYVV感染表現出其在細根和次生根中增加的增殖，以及形成大大減少的 根體，所述根體具有減少的糖含量。被感染的植物顯示出減少的水攝取， 因而對干旱脅迫更加敏感。當感染傳播至整株植物，其導致葉脈變黃，壞 死病斑，以及葉片上的黃色斑點。因為像其他病毒性疾病一樣，治愈性地 抗擊這種疾病是不可能的，所以只能通過培育抗性品種來防止損害。目前 在本質上被檢測的三個主要的針對叢根病的基因是：RZ-1(也被稱為 “Holly”)、RZ-2和RZ-3。此外，文獻中還描述了更多的叢根病抗性基因， 不過這些重要性較小。目前，抗性基因RZ-1已經被摻入到大多數育種品系 中(種子親本和/或授粉親本組分)。然而，人們發現，由RZ-1賦予的抗性在 嚴重的感染區域或者有多種BNYVV致病型的區域是不足夠的(例如Sohi& Maleki,2004)。為此，過去就有人提議將RZ-1與例如RZ-2或RZ-3聯合使用。 RZ-2和RZ-3起源于甜菜(Betavulgarissubsp.maritime)來源(WB42,WB41)， 且遺傳上定位于甜菜基因組中3號染色體上的相同的區域，而RZ-1同樣定位 在3號染色體上，但在RZ-2和RZ-3的南部。Scholten等人(1999)確定RZ主要 基因RZ-1和RZ-2之間20-25cM的距離。Gidner等人(2005)發現了RZ-1和RZ-2 之間5cM的更短距離，并且沒有得出RZ-2和RZ-3定位在相同基因座的結論。 Schmidlin等人(2008)通過感染的甜菜中的表達分析發現了差異誘導的基因， 然而這些基因并不對應于RZ-2或RZ-3。在Larson等人(2008)的研究中，用 MALDI-TOF-MS的方法在甜菜中檢測到某些BNYVV誘導的蛋白，然而科學 家們沒有能鑒別到由RZ-1、RZ-2或RZ-3編碼的蛋白。此外，該序列區域， 尤其是在該抗性基因附近的序列區域是重復性的，其造成診斷標記的開發 特別困難。直到現在，對于特定的叢根病抗性基因，高分辨率的標記圖譜 和已被證實的候選基因都不是公開可得的。另外，這些抗性基因的功能背 景，即遺傳學結構，之前還不完全清楚。

對于旨在抵消打破抗性的BNYVV分離株風險的抗叢根病可持續種植， 有必要不斷地鑒別新的抗性基因并且將這些基因整合到作物植物(如甜菜) 的基因庫中。

發明概述

本發明基于上述現有技術而開發，其中本發明的一個目的是提供可以 在植物中賦予叢根病抗性的核酸分子和/或多肽。更進一步的目的是提供轉 基因叢根病抗性植物，以及產生其的方法。本發明的更進一步的目的是提 供使用和開發分子標記的方法，其使得可以實現抗叢根病的有效種植和新 的抗性植物品系的開發。

實現所述目標的本發明的實施方案是基于對來源于供體甜菜亞種 maritime(Betavulgarissubsp.maritima)的一個基因的遺傳學精細定位、鑒 定、分離和表征，所述基因編碼多肽或蛋白質，所述多肽或蛋白質可以在 表達所述多肽的植物中賦予對病原體的抗性。

一些在本申請中用到的術語將首先在下文中被更詳細地解釋：