[發明專利]CMV抗性等位基因

在審

• 申請號: 201880058807.7
• 申請日: 2018-10-01
• 公開（公告）號: CN111492057A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: V·L·A·考克;J·G·J·菲特斯馬;R·J·J·M·弗里特斯
• 申請（專利權）人: 瑞克斯旺種苗集團公司
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/11;C12Q1/6895;C07K14/415;A01H1/04;A01H5/12;A01H6/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鄭天松

本發明涉及命名為α?CMV的等位基因，當存在于菠菜植物中時，其賦予對CMV的抗性，其中所述等位基因編碼的蛋白是CC?NBS?LRR蛋白，其在其氨基酸序列中包含：(a)在其N端的基序“MAEIGYSVC”；(b)基序“KWMCLR”；及(c)LRR結構域，其以優選性增加的順序與SEQ ID NO：10具有至少95％，96％，97％，98％，99％，100％序列相似性。所述等位基因具有這樣的基因組核苷酸序列，所述基因組核苷酸序列以優選性增加的順序與SEQ ID NO：1具有至少80％，81％，82％，83％，84％，85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，100％序列相似性。本發明還涉及包含所述等位基因的植物以及涉及所述等位基因的各種方法。

【發明領域】

本發明涉及能夠賦予菠菜植物抗黃瓜花葉病毒(CMV)抗性的等位基因。本發明還涉及攜帶所述等位基因的菠菜植物，所述菠菜植物的繁殖材料，所述菠菜植物的細胞以及所述菠菜植物的種子。本發明還涉及生產攜帶所述等位基因的菠菜植物的方法，并涉及所述等位基因在賦予CMV抗性的育種中的用途。

【發明背景】

菠菜(Spinacia oleracea L.)是來自莧科(Amaranthaceae)的開花植物，其作為蔬菜生長。菠菜的消耗部分是營養階段的葉子和葉柄。菠菜散裝，成束，裝在預先包裝的袋子中，罐裝或冷凍出售。菠菜有三種基本類型：工業菠菜，新鮮菠菜和亞洲菠菜。在這些類型中，可以識別三種不同的葉子類型：皺葉，半皺葉和平滑葉。皺葉有皺和卷曲的葉子。平滑葉或光滑葉菠菜葉片寬闊，光滑。半皺葉是一種略帶皺葉的品種。菠菜的主要市場是幼葉。幼菠菜葉通常是扁葉品種，通常收獲的葉長不超過約8cm。這些嫩嫩的葉子散裝出售，而非成束出售。它們通常用于沙拉中，但也可以輕度煮熟。

威脅菠菜生產的疾病之一是黃瓜花葉病毒(CMV)。黃瓜花葉病毒是屬于雀麥花葉病毒科(Bromoviridae)和黃瓜花葉病毒屬(Cucumovirus)的正義單鏈RNA病毒。該病毒分布在全球，被認為具有任何已知植物病毒中最廣泛的宿主范圍。據報道，它能夠感染100多個植物科的1200多種植物。

病毒可以多種不同方式傳播，例如通過機械方式，通過昆蟲媒介如蚜蟲，經種子甚至通過寄生雜草傳播。CMV感染的癥狀和嚴重程度取決于植物的種類和年齡。CMV的典型癥狀是斑點，發黃，形成斑點，葉、果實和花朵發育遲緩和變形。

CMV在菠菜中也稱為菠菜枯萎病。在受感染的菠菜植物上觀察到的癥狀通常是葉黃萎斑駁，葉片變窄，起皺和內卷以及脈管扭曲。

盡管在一些菠菜品種中觀察到了CMV抗性，但是從未在分子水平上表征那些品種的抗性的遺傳基礎，即至今為止尚不清楚負責的基因及其序列。此外，沒有本領域已知的緊密聯系的分子標記物可以鑒定菠菜中的CMV抗性，也沒有本領域已知的基因本身的分子特征。因此，目前在菠菜植物中對CMV抗性的鑒定是基于表型分析的，其中基于疾病測試中疾病癥狀的缺失來篩選許多種的抗性。

因此，本發明的目的是提供賦予菠菜CMV抗性的新抗性等位基因，并提供用于鑒定該抗性等位基因的分子工具。

【發明內容】

在導致本發明的研究中，令人驚訝地發現，在觀察到了幾個賦予粉霜霉菠菜變型種(Peronospora farinosa f.sp.spinaciae)抗性的等位基因的相同的基因座上還有賦予CMV抗性的等位基因。

在該基因座處定位一個或2個所謂的WOLF基因。這一個或2個基因，即“α-WOLF”型或“β-WOLF”型基因(統稱為“WOLF基因或α/β-WOLF基因”)，各自編碼屬于CC-NBS-LRR(卷曲螺旋-核苷酸結合位點-富亮氨酸重復序列)家族的蛋白。取決于菠菜植物中存在的等位基因變體(或等位基因變體)，所述植物將產生賦予對霜霉病的病原體特定的抗性的WOLF蛋白的變體。導致本發明的研究現已闡明，一種α-WOLF類型的等位基因變體不提供對霜霉病的抗性，而是賦予對CMV的抗性。