抗病植物制造技术

本发明专利技术涉及产生具有增强的抗病性的植物的方法。提供了ＮＲＣ１蛋白和编码这些蛋白的核酸序列，还提供了产生ＮＲＣ１蛋白的转基因植物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及其基因组中整合有编码NRC1蛋白(I型HR相关的细 胞死亡必需的NB-LRR (互B-LRR且equired for HR-associated gel 1 Death l))的基因的转基因植物和植物细胞，以及制备这样的植物和细胞的 方法。具体地说，提供了具有增强抗病性的茄科植物和植物部分(种 子、果实、叶等)。除了本专利技术的分离的NRC1蛋白本身以外，还提供 了编码该NRC1蛋白的分离的核酸分子、含有这些核酸分子的载体。此 外，提供了在内源性W"等位基因中包含一个或多个突变的植物细胞 和植物，由此所述一个或多个突变赋予所述植物和植物细胞增强的抗 病性。
技术介绍
在由抗性基因介导的对病原体无毒性因子的识别时所触发的植物 主动防御遵循基因-对-基因模型(gene-f or-gene model) ( Dangl and Jones, 2001， Nature 411， 826-833 )。迄今为止，已经克隆了多个植 物抗性基因(R基因)，并且基于这些基因编码的蛋白的结构将它们分 成多个组(Hammond-Kosack and Jones, 1997， Annu. Rev. Plant Phys iol. PlantMolec. Biol. 48， 575-607 )。大多数的R基因编码细胞质NB-LRR 蛋白，该蛋白包含一个核普酸结合位点(NB)和富含亮氨酸的重复单元(LRR)。该组由编码以下两类蛋白的基因组成含巻曲螺旋结构域的 CC-NB-LRR蛋白，以及具有类似于哺乳动物Toll和白细胞介素(IL )受 体的结构域的蛋白——即所谓的TIR-NB-LRR蛋白(Hammond-Kosack and Jones, 1997，见上文)。为了获得持久的抗性而将这些特异性抗性基因用于育种程序中是 有问题的，这是因为病原体可通过其无毒性因子的突变轻易地绕过识 另'J,从而不会i秀导主动防雄卩(Wester inka/. ， 2004， Mol. Microbiol. 54, 533-545 )。抗性蛋白(R蛋白)的相似性表明存在共同的抗性通路(Shirasu and Schulze-Lefert， 2000， Plant Mol. Biol. 44，371-385 )。因此，对抗性所需的其他基因的鉴定不仅可提供关于这些 信号通路如何发挥功能的信息，而且还有可能使得我们能够鉴定在抗 性中发挥更普遍作用的基因。例如，本生烟草(vV/co〃a/ a 6e/ "a巡/a/7a) 中的病毒诱发的基因沉默(VIGS)表明，SGT1参与多个防御通路一 _ 例如N介导的、Rx介导的和Pto介导的HR和抗性，以及Cf-4介导的和 Cf-9介导的HR (Peart e"/. ， 2002， Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 10865-10869; Zhang a/. ， 2004， Plant J. 40, 213-224 )。 SGT1是 SKP1的相互作用子，后者是参与蛋白泛素化的SCF E3连接酶复合体的 一个组件，蛋白泛素化是一种将蛋白靶向降解的修饰(Schwechheimer and Schwager， 2004， Plant Cell Reports 23， 353-364 )。有这样的 猜测，即将该蛋白降解系统的必需基因沉默会阻碍泛素化过程，从而抑 制负调节蛋白的降解一 一这是防御激活所需要的(Azevedo W W., 2002, Science 295， 2073-2076 )。在多个抗性通路中，MAPK(丝裂原激活的蛋白激酶)被激活(Zhang andKlessig， 2001， Trends Plant Sci. 6， 520-527; Pedley and Martin, 2005， Curr. Opin. Plant Biol. 8, 541—547 )。在以j吖夕攻击且含 的烟草植林和细胞培养物中，NtWIPK (损伤诱导的蛋白激酶)和NtSIPK (水杨酸诱导的蛋白激酶)被激活(Romeis a/. ， 1999, Plant Cell 11， 273-287 )。本生烟草中NtCDPK (钓依赖性蛋白激酶)的VIGS会抑 制(7/-夕/^/"夕依赖的HR和6T-4/^i^依赖的HR (Romeis W., 2001, EMBO J. 20， 5556-5567 )，并且番茄中LeACIKl ( J w/T/"诱导的激酶1) 的VIGS导致黄枝孢霉(/"/razz/)抗性的减小(Rowland W a/. ， 2005， Plant Cell 17， 295-310 )。在防雄p过程中激酶的激活以及它们的编码基 因被"敲低(knock-down )"时抗性的减小证实了它们在防御激活中的作 用。依照有偏倚的方法(biased approach),使用21个已知参与防御 相关的信号传递的基因在番茄中进行VIGS,它们中的9个被发现参与 户&介导的抗性。其中有两个基因编码MAPKK(LeMEKl和LeMEK2)，并 且有两个基因编码MAPK ( LeNTF6和LeWIPK) ( Ekengren " , 2003， Plant J. 36， 905-917 )。在另一项研究中，来自本生烟草的标准cDNA 库的超过2400条cDNA被克隆进基于马铃薯X病毒的载体中，并且用 于在本生烟草中进行VIGS。约3°/。的所述cDNA在^皮沉默时影响了依赖的HR。其中，MAPKKKa被鉴定为抗性和疾病两者的正调节子(Del Pozo ef a/. ， 2004, EMB0 J. 23, 3072-3082 )。Lu等人(2003， EMBO J. 22， 5690-5699 )使用来自本生烟草标准 cDNA库并且克隆进PVX载体中的4992条cDNA进行了 VIGS。在这些 cDNA中，有79条(1. 6%)与,"介导的HR必需的基因相对应，而仅 将其中的6条沉默也破坏了 Ao介导的抗丁香假单胞菌(Aez^o迈^7" y/n'A^e)抗性。使用与HSP90对应的cDNA的VIGS不但消除了 Ao介 导的HR，而且消除了 /Vo介导的、Ai介导的和#介导的抗性，这表明 HSP90在多个抗病性通路中是必需的。同一组cDNA也用于在#转基因的 本生烟草中进行VIGS，之后用TMV的GFP标记植林接种所述植物。用从 编码CC-NB-LRR的基因——称为A^67(N必需基因l(^Requirement且ene 1))——衍生的cDNA片段沉默时最显著地抑制了抗TMV抗性(Peart a/. ， 2005, Curr. Biol. 15， 968-973 )。已证明是#基因功能特 别必需的，这表明CC-NB-LRR蛋白不但作为参与无毒性因子识别的抗 性蛋白，而且参与由TIR-NB-LRR蛋白^启动的信号传递通路，所述通 路最终导致抗性(Peart W W. ， 2005，见上文)。因此，虽然所述烟 草NRG1蛋白在由抗性蛋白启动的植物防御信号传递级联的下游起作 用，但是它有以下的缺点它特异性地参与Y介导的抗烟草花叶病毒 (TMV)抗性，并且不是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生转基因植物的方法，所述转基因植物与非转基因的对照植物相比具有增强的抗病性，所述方法包含步骤：　（ａ）用可操作地连接至在植物细胞中有活性的启动子的编码ＮＲＣ１蛋白的核苷酸序列转化植物或植物细胞，　（ｂ）再生植物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：SHEJ加布里埃尔斯，JH沃森，MHAJ乔斯腾，PJGM德威特，
申请(专利权)人：关键基因公司，瓦格宁根大学，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]