编码对橙色小麦花蚊的SM1抗性的核酸及使用方法技术

本发明专利技术涉及编码与小麦中Sm1基因座的抗性相关的蛋白质的核酸和这些核酸的用途，特别是用于赋予或改善植物中对橙色小麦花蚊(OWBM)的抗性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码对橙色小麦花蚊的SM1抗性的核酸及使用方法专利技术背景橙色小麦花蚊(orangewheatblossommidge)的经济重要性橙色小麦花蚊(OWBM；麦红吸浆虫(SitodiplosismosellanaGéhin))是世界上所有主要温带谷物种植区域(包括北美、加拿大、欧洲和亚洲)的面包小麦(小麦(Triticumaestivum))和硬粒小麦(Triticumdurum)两者的严重经济昆虫有害生物(Harris等,2003)。除了小麦之外，OWBM已经显示出在其他16种小麦属品种(Wise等,2001)以及黑麦、大麦和许多野草(Zheng，1965)的种质(accessions)中排卵并存活。由OWBM幼虫引起的摄食损害不仅通过花败育、谷粒变形和减少的比重导致重大的产率损失，而且它还使谷物更容易受到真菌感染(Oakley，1994)，并且通过降低Hagberg降落数(FallingNumber)来降低质量(MillerandHalton，1960)。在英国，尽管用杀虫剂喷洒了超过500,000公顷的小麦，但作物损失在1993年超过了3000万英镑(Oakley，1994年)且在2004年超过了6,000万英镑(Oakley等，2005)。Chavalle等(2015)证明了产率与幼虫数量之间的关系是对数的，这表明产率的减少是由在其发育开始时死亡的幼虫造成的损害或由植物中的昂贵的抗性反应激活引起的。OWBM的生命周期(Anon，2016)OWBM幼虫在土壤中以茧过冬，直至滞育得到打破(低于10℃的70天)，然后活化的幼虫向土壤表面移动。一旦降雨使土壤湿润至10mm的深度且土壤温度升至13℃以上，幼虫化蛹。蛹期的持续时间随温度而变化，但通常持续2至4周。降雨后气温升高会刺激从蛹孵化成虫。出现后不久，雌性发出吸引雄性的性信息素，其已被鉴定为(2S,7S)-2,7-二丁酸壬烷二酯((2S,7S)-2,7-nonanediyldibutyrate)(Gries等，2000)。在出现地点交配后，雌性蚊飞离寻找宿主植物。小麦只有在头部从旗叶出现到开花-约7天时暴露于产卵雌性时才会被OWBM感染(Elliot和Mann，1996)。雌性在黄昏时活跃，喜欢温暖、平静、潮湿的夜晚，但它们只能活3至7天。在颖片下单一或以小的组(通常为1至6个卵)产卵，但雌性往往在其他雌性已经产卵的地方产卵。由于雌性蚊被从开花前小麦穗(spike)释放的挥发性化合物所吸引(Birkett等，2004)，开花前头部比开花后头部接受多9倍的卵(Ding和Lamb，1999)。卵在4到7天后孵化，幼虫爬进小花并以发育谷粒的表面为食。幼虫将继续进食约2至3周，然后在大雨之后，它们从穗中掉落回土壤中以形成新的茧，所述茧可以在地下保持存活达10年或更长时间。OWBM的化学控制通过喷洒毒死蜱(chlorpyrifos)(IUPAC名称：O,O-二乙基O-3,5,6-三氯吡啶-2-基硫代磷酸酯(O,O-diethylO-3,5,6-trichloropyridin-2-ylphosphorothioate))可以实现对小麦作物中OWBM的控制，毒死蜱是一种通过对乙酰胆碱酯酶的抑制而作用于昆虫神经系统的有机磷杀虫剂。不幸的是，此种杀虫剂只能杀死成年蚊和卵，而不能杀死小麦小花内的幼虫，因此喷洒应用时机是至关重要的。使用(2S,7S)-2,7-二丁酸壬烷二酯开发信息素诱捕器(Bruce等，2007)使农民能够容易地评估其田地内的蚊虫感染水平。Midge计数可用作种植者风险评估的一部分，以确定是否喷洒(http://uk.dowagro.com/wp-content/uploads/2014/05/Wheat-Blossom-Midge-Risk-Assessment-Chart.pdf)；然而，截至2016年4月1日，英国现在已经禁止使用毒死蜱(http://cereals.ahdb.org.uk/chlorpyrifos)。欧盟最近还降低了所有粮食作物中毒死蜱的最大残留水平(欧盟委员会法规(EU)2016/60)。OWBM的生物学控制OWBM有许多天然捕食者，但是除寄生蜂Macroglenespenetrans外，数据的有效性受到限制(Doane等，2013)，寄生蜂Macroglenespenetrans在减少加拿大西部OWBM感染方面起着重要作用(Olfert等，2009)。植物对昆虫有害生物的抗性机制已经在植物中鉴定出许多不同的增加的对昆虫食草性的抗性的机制(War等，2012)，但这些通常分为三类：1)耐受性-一种多基因性状，使植物能够承受昆虫损害或从昆虫损害恢复，但它不会对昆虫的生长或存活产生不利影响2)排趋性-昆虫对由植物形态(例如香毛簇)或化学因子引起的抗性植物的非优选反应，所述化学因子不利影响昆虫行为，通常导致延迟的接受或完全排斥。3)抗生作用(所有描述的昆虫抗性的90％)-抗性植物通过昆虫的存活率、发育或繁殖力不利地影响昆虫的生命周期。许多昆虫抗性QTL已经在不同的作物植物物种中进行了遗传定位(Smith和Clement，2012)，但到目前为止，只有少数潜在的基因已得到成功克隆。这些包括：来自番茄的Mi-1.2(Rossi等，1998)、来自稻的Bph14(Du等，2009)和来自甜瓜的Vat(Dogimont等，2014)，所有这些都已经鉴定为卷曲螺旋-核苷酸结合位点-富含亮氨酸的重复序列(CC-NBS-LRR)，也称为CNL或非TIRNBS-LRR(Meyers等，1999)。对OWBM的遗传抗性排趋性：对于雌性小麦蚊，其导致产卵的行为顺序中至少有受到阻碍的三个点：1)在植物上定位和着陆，2)接受植物并开始探测和3)最终启动产卵事件本身(Gharalari等，2011)。Lamb等(2001,2002,2003)已经证实了产卵阻碍，但其多基因特性和环境影响的表达使得难以将此类性状掺入育种程序中(Gharalari等，2009a)。认为雌性蚊利用精密尺度的特征和表面化学物质(包括挥发物)来选择小麦穗上的产卵位点(Gharalari等，2011)。由阻碍基因型或不太优选的生长阶段(例如开花后)产生的挥发性化合物确实减少优选基因型上的产卵，并且可以使雌性距潜在的幼虫摄食地点更远产卵(Lamb等2003；Gharalari等，2011)。除了小穗间距离的小影响之外，没有解释产卵偏好的已知形态性状(Gharalari等，2009b)。抗生作用：小麦至少以两种针对进食幼虫的方式保护自身，这两种方式似乎都与发育中的种皮中酚酸的产量增加有关(Ding等，2000)：1)进食部位仅在种子发育的早期阶段适合于幼虫(Ding和Lamb，1999)。开花后十天，所有种子都成为新孵化幼虫抗生的。因此，在授粉发生的时间大致开始，小麦蚊幼虫以易感的幼苗为食，持续10至12天(Ding和Lamb，1999)。2)一些小麦基因型似乎在种子表面上表现出过敏反应，其杀死进食的幼虫(Lamb等，2000)，留下了所谓的“伤口塞”。此种过敏反应由幼虫摄食迅速诱导(Ding等，2000)，并使第一幼虫龄期的存活率降低99％(Lamb等，2000)。McKenz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.分离的核酸，其编码赋予对OWBM的抗性的蛋白质，其中所述核酸包含由以下组成的组的至少一种：a)第1组：i.包含SEQ ID NO:4或5的核酸，或ii.编码包含SEQ ID NO:6的氨基酸序列的核酸，或iii.编码包含至少一个CC基序、一个NBSARC基序和一个LRR基序的氨基酸序列的核酸，并且其中所述LRR基序的序列与如SEQ ID NO:8所示的核酸片段具有至少82％的同一性，或iv.i)、ii)或iii)的任何核酸的片段，或v.如SEQ ID NO:8所示的b)iv的核酸片段，和b.第2组：i.包含SEQ ID NO:1或2的核酸，或ii.编码包含SEQ ID NO:3的氨基酸序列的核酸，或iii.编码包含至少一个CC基序、一个NBS‑ARC基序和一个LRR基序的氨基酸序列的核酸，并且其中所述LRR基序的序列与如SEQ ID NO:7所示的核酸片段具有至少78％的同一性，或iv.i)、ii)或iii)的任何核酸的片段，或v.如SEQ ID NO:7所示的a)iv.的核酸片段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.10 EP 16306334.01.分离的核酸，其编码赋予对OWBM的抗性的蛋白质，其中所述核酸包含由以下组成的组的至少一种：a)第1组：i.包含SEQIDNO:4或5的核酸，或ii.编码包含SEQIDNO:6的氨基酸序列的核酸，或iii.编码包含至少一个CC基序、一个NBSARC基序和一个LRR基序的氨基酸序列的核酸，并且其中所述LRR基序的序列与如SEQIDNO:8所示的核酸片段具有至少82％的同一性，或iv.i)、ii)或iii)的任何核酸的片段，或v.如SEQIDNO:8所示的b)iv的核酸片段，和b.第2组：i.包含SEQIDNO:1或2的核酸，或ii.编码包含SEQIDNO:3的氨基酸序列的核酸，或iii.编码包含至少一个CC基序、一个NBS-ARC基序和一个LRR基序的氨基酸序列的核酸，并且其中所述LRR基序的序列与如SEQIDNO:7所示的核酸片段具有至少78％的同一性，或iv.i)、ii)或iii)的任何核酸的片段，或v.如SEQIDNO:7所示的a)iv.的核酸片段。2.由权利要求1的核酸编码的分离的氨基酸序列。3.包含权利要求1的核酸的核酸构建体，其中所述核酸在植物细胞中有功能的异源启动子的下游克隆。4.载体，其包含权利要求3的核酸构建体。5.宿主细胞，其至少含有权利要求3的核酸构建体。6.转基因植物，或转基因植物的一部分，其包含至少一种根据权利要求5的细胞。7.权利要求6的转基因植物，其中所述植物是小麦植物。8.用于赋予或改善植物中对OWBM的抗性的方法，其包括以下步骤：a)用含有权利要求3的核酸构建体作为转基因的载体至少转化植物细胞或植物组织；b)培养如此转化的细胞或植物组织，以产生至少含有以下细胞的转基因植物，所述细胞在其基因组中至少含有所述核酸构建体。其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：ST贝里，J科马德兰，S斯佩西尔，
申请(专利权)人：利马格兰集团，
类型：发明
国别省市：法国,FR