鉴定、选择和产生炭疽茎腐病抗性作物的方法技术

本领域涉及植物育种以及鉴定和选择对炭疽茎腐病具有抗性的植物的方法。提供了鉴定编码提供对炭疽茎腐病具有植物抗性的蛋白质的新颖基因的方法及其用途。这些疾病抗性基因通过育种、转基因修饰或基因组编辑可用于抗性植物的产生。物的产生。物的产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】鉴定、选择和产生炭疽茎腐病抗性作物的方法


[0001]本领域涉及植物育种以及鉴定和选择对炭疽茎腐病(anthracnose stalk rot)具有抗性的植物的方法。提供了鉴定编码提供对炭疽茎腐病具有植物抗性的蛋白质的新颖基因的方法及其用途。这些疾病抗性基因通过育种、转基因修饰或基因组编辑可用于抗性植物的产生。
[0002]对经由EFS
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技术介绍

[0004]由真菌病原体禾生炭疽病菌(Colletotrichum graminicola(Ces.)Wils)(Cg)引起的炭疽茎腐病是玉蜀黍(maize，Zea mays L.)中主要的茎腐病之一。由于产量、谷物重量和质量的显著下降，炭疽茎腐病成为主要关注的问题。未成熟植物死亡(中断籽粒灌浆)以及茎秆折断和倒伏(导致谷穗损失在田中)导致产量损失。炭疽茎腐病发生在所有的玉米种植区域中并且可能导致10％至20％的损失。
[0005]虽然农民可以通过使用杀真菌剂抵抗真菌感染(如炭疽病)，但是这些杀真菌剂对环境具有副作用并且需要田间监测和诊断技术以确定哪种真菌引起感染，从而可以使用正确的杀真菌剂。如果可以将负责抗性的基因并入优良、高产种质中而不降低产量，则使用携带抗性的基因来源或转基因来源的玉米品系更具实用性。已经描述了Cg抗性的基因来源(White，等人(1979)Annu.Corn Sorghum Res.Conf.Proc.[玉米高粱研究大会年鉴]34：1
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15；Carson.1981.Sources of inheritance of resistance to anthracnose stalk rot of corn.[玉米炭疽茎腐病抗性的遗传来源]Ph.D.Thesis，University of Illinois，Urbana
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Champaign[伊利诺伊大学尚佩恩分校博士论文]；Badu
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Apraku等人，(1987)Phytopathology[植物病理学]77：957
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959；Toman等人1993.Phytopathology[植物病理学]，83：981
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986；Cowen，N等人(1991)Maize Genetics Conference Abstracts[玉蜀黍遗传学会议摘要]33；Jung，等人，1994.Theoretical and Applied Genetics[理论与应用遗传学]，89：413
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418)。然而，抗性的渗入可能非常复杂。
[0006]通过使用与炭疽茎腐病抗性性状相关联的分子标记进行选择，允许仅基于子代的基因组成的选择。结果，植物育种可以更迅速地发生，由此产生商业上可接受的、具有更高水平的炭疽茎腐病的玉蜀黍植物。存在多个控制炭疽茎腐病抗性的QTL(例如4号染色体上的rcg1和rcg1b基因(WO 2008157432和WO 2006107931))，每个QTL对性状具有不同的作用。因此，令人希望的是提供用于鉴定和选择具有新赋予的或增强的炭疽茎腐病抗性的玉蜀黍植物的组合物和方法。持续需要疾病抗性植物和寻找疾病抗性基因的方法。

技术实现思路

[0007]本文提供了在鉴定和选择植物疾病抗性基因，或“R基因”中有用的组合物和方法。所述组合物和方法可用于选择疾病抗性植物，产生转基因抗性植物和/或产生抗性基因组编辑的植物。本文还提供了与对照植物相比具有新赋予的或增强的各种植物疾病抗性的植物。在一些实施例中，所述组合物和方法可用于选择炭疽茎腐病(ANTROT)疾病抗性植物，产生转基因炭疽茎腐病抗性植物，和/或产生炭疽茎腐病抗性基因组编辑的植物。
[0008]可以将炭疽茎腐病抗性植物与第二植物杂交，以获得具有所述抗性基因等位基因的子代植物。相对于不具有所述有利的等位基因的对照植物，所述疾病抗性可以是新赋予的或增强的。可以将炭疽茎腐病R基因等位基因进一步精制至由定义的标记定义并包括定义的标记的染色体区间。在一些实施例中，提出了用于鉴定和/或选择具有炭疽茎腐病抗性的植物的方法。在一些实施例中，鉴定和/或选择具有炭疽茎腐病抗性的植物的所述方法包括检测或选择包含SEQ ID NO：3(来自玉蜀黍品系TZI8)或SEQ ID NO：5(来自玉蜀黍品系MS14)的基因组区域，所述基因组区域具有SEQ ID NO：4的启动子和终止子。相对于不具有所述有利的等位基因的对照植物，所述炭疽茎腐病抗性可以是新赋予的或增强的。在另一个实施例中，炭疽茎腐病抗性区域包含编码NLR02多肽的基因，所述NLR02多肽赋予或增强炭疽茎腐病抗性(“NLR02基因”)。在一些实施例中，所述NLR02多肽包含SEQ ID NO：2中所示的氨基酸序列。
[0009]在另一个实施例中，提供了鉴定和/或选择具有ANTROT抗性的植物的方法，其中在植物中检测到与以下任一种连锁并相关联的一个或多个标记等位基因：左侧翼(保守)_标记104处的“C”(参考序列SEQ ID NO：6的位置51)；右侧翼(保守)_标记015处的“A”(参考序列SEQ ID NO：7的位置51)；左侧翼(优化)_标记115处的“T”(参考序列SEQ ID NO：8的位置35)；和右侧翼(优化)_标记157处的“C”(参考序列SEQ ID NO：9的位置30)，并选择具有所述一个或多个标记等位基因的植物。所述一个或多个标记等位基因可以在基于单次减数分裂的遗传图谱上以10cM、9cM、8cM、7cM、6cM、5cM、4cM、3cM、2cM、1cM、0.9cM、0.8cM、0.7cM、0.6cM、0.5cM、0.4cM、0.3cM、0.2cM或0.1cM或更少连锁。可以将选择的植物与第二植物杂交，以获得子代植物，所述子代植物具有与以下任一种连锁且相关联的一个或多个标记等位基因：左侧翼(保守)_标记104处的“C”(参考序列SEQ ID NO：6的位置51)；右侧翼(保守)_标记015处的“A”(参考序列SEQ ID NO：7的位置51)；左侧翼(优化)_标记115处的“T”(参考序列SEQ ID NO：8的位置35)；和右侧翼(优化)_标记157处的“C”(参考序列SEQ ID NO：9的位置30)。
[0010]在另一个实施例中，本文中提出了渗入与炭疽茎腐病抗性相关联的QTL的方法。在这些方法中，用一个或多个标记筛选植物群体以确定是否所述植物中的任一株均具有与炭疽茎腐病抗性相关联的QTL，并且从所述群体中选择至少一株具有与炭疽茎腐病抗性相关联的QTL的植物。所述QTL包含左侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种鉴定具有增加的炭疽茎腐病抗性的植物的方法，所述方法包括：a.在所述植物中检测与增加的炭疽茎腐病抗性相关联的抗性QTL，其中所述抗性QTL包含：左侧翼(保守)_标记104处的“C”(参考序列SEQ ID NO：6的位置51)；右侧翼(保守)_标记015处的“A”(参考序列SEQ ID NO：7的位置51)；左侧翼(优化)_标记115处的“T”(参考序列SEQ ID NO：8的位置35)；和右侧翼(优化)_标记157处的“C”(参考序列SEQ ID NO：9的位置30)；以及b.鉴定所述植物具有QTL等位基因，其中所述植物具有增加的炭疽茎腐病抗性。2.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括从育种程序中反向选择所述植物。3.一种鉴定具有增加的炭疽茎腐病抗性的植物的方法，所述方法包括：a.在植物的基因组中检测以下中的任一种：i.多核苷酸，所述多核苷酸编码具有SEQ ID NO：2中所示的氨基酸序列的多肽；ii.多核苷酸，所述多核苷酸编码具有与SEQ ID NO：2具有至少90％同一性的氨基酸序列的多肽；iii.多核苷酸，所述多核苷酸包含SEQ ID NO：1所示的序列；或iv.(i)或(ii)的5cM内的一个或多个标记等位基因，所述一个或多个标记等位基因与(i)或(ii)连锁并相关联；以及b.如果检测到(i)、(ii)或(iii)中的任何一种，则鉴定植物具有增加的炭疽茎腐病抗性。4.一种增加植物中炭疽茎腐病抗性的方法，所述方法包括在植物中表达异源多核苷酸，所述异源多核苷酸编码具有与SEQ ID NO：2所示氨基酸序列具有至少90％序列同一性的氨基酸序列的多肽；其中当与不包含所述异源多核苷酸的对照植物相比时，表达所述异源多肽的植物对所述植物中的炭疽茎腐病具有增加的抗性。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述异源多核苷酸进一步包含异源启动子。6.如权利要求4所述的方法，所述方法进一步包括获得衍生自表达所述异源多核苷酸的植物的子代植物，其中所述子代植物在其基因组中包含所述异源多核苷酸，并且当与不包含所述异源多核苷酸的对照植物相比时表现出增加的炭疽茎腐病抗性。7.如权利要求4所述的方法，其中，所述植物选自由以下组成的组：拟南芥、玉蜀黍、大豆、向日葵、高粱、卡诺拉油菜、小麦、苜蓿、棉花、水稻、大麦、粟、甘蔗和柳枝稷。8.如权利要求4所述的方法，其中，所述植物是单子叶植物。9.一种鉴定NLR02基因变体的方法，所述NLR02基因变体提供给植物增加的炭疽茎腐病抗性，所述方法包括以下步骤：a.通过基因混编组合一个或多个核苷酸序列以产生NLR02基因变体，所述一个或多个核苷酸序列编码SEQ ID NO：2的一个或多个片段、与SEQ ID NO：2具有至少90％同一性的蛋白质或其片段；以及b.鉴定表现出增加的炭疽茎腐病抗性的变体。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：a...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：先锋国际良种公司，
类型：发明
国别省市：