病毒抗性植物及其制备方法技术

本发明专利技术的目的是提供黄瓜花叶病毒(CMV)抗性茄科植物。本发明专利技术提供具有突变型eIF4E基因的CMV抗性茄科植物，所述突变型基因编码对CMV无功能的eIF4E蛋白。本发明专利技术还提供CMV抗性植物的制备方法，所述方法包括使茄科植物的eIF4E基因突变的步骤，所述突变为成为编码对CMV无功能的eIF4E蛋白的突变型eIF4E基因的突变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】病毒抗性植物及其制备方法
本专利技术涉及植物病毒抗性植物，尤其涉及茄科的黄瓜花叶病毒(CMV)抗性植物。本专利技术还涉及这样的病毒抗性植物的制备方法。
技术介绍
黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus，下称CMV)是一种在番茄(Solanumlycopersicum)等茄科作物或黄瓜(CucumissativasL.)等多种作物中引发严重疾病的植物病毒。CMV主要由蚜虫传播，感染1000种以上的植物、作物，使全世界温带、亚热带和热带地区的重要农作物遭受经济损失。该病毒一旦感染作物，在感染部位增殖后，通过维管束尤其是筛管扩散到全株，引起花叶、黄化、蕨叶(fernleaf)、矮化、坏疽等症状，果实、叶的品质和产量降低。例如，有报道称，1987年，在意大利、西班牙的番茄主要产地突然发生CMV，已坐果的番茄果实几乎全部受害，陷入毁灭性状况。还有在印度尼西亚和韩国辣椒、菜椒也严重受害于CMV的报道。此外，日本也存在防治疏忽而发病的情况。对于这样感染多种作物、导致经济损失的CMV的感染，保护植物抵挡其的技术却不多见。杀菌剂等对绝大部分的植物病毒无效。此外，作为对包括CMV在内的多种常见植物病毒的防治方法，可举出用防虫网等阻挡蚜虫这类媒介昆虫侵入的方法、用农药等杀虫的方法，但却难以完全防治病毒病。宿主基因也与植物病毒的感染有关，不仅有遗传学上显性的病毒抗性(自烟草分离的、阻止烟草花叶病毒感染扩大的N基因等)，而且也发现了隐性遗传的病毒抗性。作为该现象的代表，可举出马铃薯Y病毒(Potyvirus)科的病毒及作为与其对应的抗性基因的eIF4E家族(eIF4E、eIF(iso)4E等)之间的关系。马铃薯Y病毒科的病毒非常多，分化并存在有感染各种植物的马铃薯Y病毒。而且，eIF4E是一种真核翻译起始因子(eukaryotictranslationinitiationfactor)，是宿主的翻译起始因子。例如，马铃薯Y病毒科的芫菁花叶病毒(Turnipmosaicvirus)为了翻译用于自身复制的RNA依赖性RNA聚合酶等各种病毒蛋白质，要使病毒RNA与植物脂质体结合，其以此为目的而利用宿主植物的翻译起始因子。此外，还已知eIF4E还是病毒复制和细胞间移动所必需的。因此，该宿主翻译基因的缺陷可以赋予病毒抗性。此前显示，在模式植物拟南芥、茄科的烟草属、番茄、辣椒等中，通过实际地突变eIF4E家族基因，获得了对马铃薯Y病毒科病毒的抗性(非专利文献1和2等)。但是，关于对CMV的抗性，仅限于在拟南芥中确认到，在包括番茄在内的其他植物中尚未发现。特别地，非专利文献1虽然涉及番茄中的马铃薯Y病毒感染和eIF4E1及eIF4E2的敲低，但其中记载：在eIF4E或eIF(iso)4E被沉默的转基因株中，CMV等马铃薯Y病毒科以外的病毒感染并未变弱，因此认为病毒感染循环中eIF4E的参与仅限于马铃薯Y病毒科(非专利文献1，第4页左栏12～15行等)。而且，还报道了在向黄瓜导入使eIF4E的功能完全丧失的突变时，虽然赋予了针对CVYV(黄瓜黄脉病毒，cucumberveinyellowvirus)、ZYMV(小西葫芦黄化花叶病毒，Zucchiniyellowmosaicvirus)、PRSV(木瓜环斑花叶病毒，Papayaringspotmosaicvirus)的抗性，但并未赋予对CMV的抗性(非专利文献3，尤其是表2)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Mazier等，(2011)PLOSONE6:e29595非专利文献2：Sato等，(2005)FEBSLett.579(5):1167-1171.非专利文献3：J.Chandrasekaran等，(2016)MolecularPlantPathology,17(7):1140-1153
技术实现思路
专利技术所要解决的课题被认为是由对eIF4E家族基因的抑制所产生的病毒抗性随该基因的各同源物、宿主而异。而且，绝大部分是针对马铃薯Y病毒科的植物病毒的抗性，番茄中所发现的仅限于针对马铃薯病毒Y(PVY)、辣椒斑驳病毒(PepMov)、烟草蚀纹病毒(TEV)等的抗性。另一方面，没有确认到对属于其他科的病毒的CMV的抗性。CMV虽然与马铃薯Y病毒科的病毒同属RNA病毒，，但是其基因构成差异很大，基因组RNA也与马铃薯Y病毒的形态不同。马铃薯Y病毒科的病毒是一节段基因组，而CMV由三节段基因组构成，每个节段分别形成病毒颗粒，所有颗粒、节段聚齐进行感染增殖。虽然由CMV造成的病害是呈现严重症状的重要病害，但是迄今为止，即使不限于翻译起始因子，在作物中也几乎没有发现抗性基因，在茄科中更是完全不存在。因此，CMV的防治仅依赖于防治媒介昆虫蚜虫，制备出抗性品种是育种现场所期望的。基于上述背景，本专利技术的课题是提供CMV抗性茄科植物及其制备方法、用于制备CMV抗性茄科植物的突变型基因及它们的用途。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本申请的专利技术人进行了深入研究，结果制备出了在茄科植物番茄的eIF4E的特定同源物的规定位点具有突变的个体，确认到向该个体接种CMV时其长期具有CMV抗性，由此完成了本专利技术。茄科中的上述CMV抗性植物属于首次报道。即，本专利技术涉及以下的项：(1)CMV抗性茄科植物，其具有突变型eIF4E基因，所述突变型eIF4E基因编码对黄瓜花叶病毒(CMV)无功能的eIF4E蛋白。(2)如(1)所述的CMV抗性茄科植物，其为茄属植物。(3)如(1)或(2)所述的CMV抗性植物，所述植物为番茄，所述突变型eIF4E基因为番茄3号染色体上的eIF4E基因。(4)如(1)～(3)中任一项所述的CMV抗性植物，所述突变型eIF4E基因在外显子2的碱基序列中具有以下任一种以上的突变：(a)移码突变(b)无义突变(c)连续或不连续的3n个碱基(n＝1～7)的缺失(d)1个或多个碱基的取代、缺失、添加和/或插入。(5)如(1)～(4)中任一项所述的CMV抗性植物，所述植物为番茄，所述突变型eIF4E基因具有在番茄3号染色体上eIF4E基因的外显子2中的碱基序列(序列号2)中的选自下组的突变，所述组由1个碱基的插入、3个碱基的缺失、和9个碱基的缺失组成。(6)如(1)～(4)中任一项所述的CMV抗性植物，所述植物为番茄，所述突变型eIF4E基因具有在番茄3号染色体上eIF4E基因的外显子2中的碱基序列AGGGTAAATCTGATACCAGC(序列号3)中的选自下组的突变，所述组由第15位和第16位碱基之间1个碱基的插入、第16～18位的3个碱基的缺失、和第8～18位中任意9个碱基的缺失组成。(7)黄瓜花叶病毒(CMV)抗性植物的制备方法，所述方法包括使茄科植物的eIF4E基因突变的步骤，所述突变为成为编码对CMV无功能的eIF4E蛋白的突变型eIF4E基因的突变。(8)如(7)所述的CMV抗性植物的制备方法，所述植物为番茄，所述突变步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.CMV抗性茄科植物，其具有突变型eIF4E基因，所述突变型eIF4E基因编码对黄瓜花叶病毒(CMV)无功能的eIF4E蛋白。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180202 JP 2018-017542;20181218 JP 2018-2363521.CMV抗性茄科植物，其具有突变型eIF4E基因，所述突变型eIF4E基因编码对黄瓜花叶病毒(CMV)无功能的eIF4E蛋白。


2.如权利要求1所述的CMV抗性茄科植物，其为茄属植物。


3.如权利要求1或2所述的CMV抗性植物，所述植物为番茄，所述突变型eIF4E基因为番茄3号染色体上的eIF4E基因。


4.如权利要求1～3中任一项所述的CMV抗性植物，其中，所述突变型eIF4E基因在外显子2的碱基序列中具有以下任一种以上的突变：
(a)移码突变
(b)无义突变
(c)连续或不连续的3n个碱基(n＝1～7)的缺失
(d)1个或多个碱基的取代、缺失、添加和/或插入。


5.如权利要求1～4中任一项所述的CMV抗性植物，所述植物为番茄，所述突变型eIF4E基因具有在番茄3号染色体上eIF4E基因的外显子2中的碱基序列(序列号2)中的选自下组的突变，所述组由1个碱基的插入、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：新子泰规，中原健二，山田哲也，增田税，
申请(专利权)人：龟甲万株式会社，国立大学法人北海道大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP