菠菜中的霜霉病抗性制造技术

本发明专利技术涉及被命名为α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】菠菜中的霜霉病抗性
专利

[0001]本专利技术涉及能够赋予菠菜植物针对一种或多种散展霜霉(Peronospora effusa)小种的抗性的基因。本专利技术还涉及菠菜植物、所述菠菜植物的繁殖材料、所述菠菜植物的细胞以及携带该基因的所述菠菜植物的种子。本专利技术进一步涉及生产携带该基因的菠菜植物的方法以及该基因在育种中赋予针对散展霜霉的抗性的用途。
[0002]专利技术背景
[0003]霜霉病(散展霜霉)是菠菜种植者的主要威胁，因为其直接影响收获的叶。在菠菜(Spinacia oleracea)中，霜霉病是由卵菌散展霜霉(以前称为粉霜霉菠菜专化型(Peronospora farinosa f.sp.spinaciae))引起的。感染使得叶子不适合销售和消费，因为其本身在表型上表现为老叶上的黄色病变，并且在叶背表面上可以观察到灰色真菌生长。感染可以非常迅速地传播，并且其可以在温室栽培和土壤栽培中发生。散展霜霉孢子的形成和萌发的最适温度为9至12℃，并且被高相对湿度促进。当孢子沉积在潮湿的叶表面上时，它们可以容易地萌发和感染叶。真菌生长最适温度为8至20℃，相对湿度≥80％，并且感染后6至13天内可观察到菌丝生长。散展霜霉的卵孢子可以在土壤中存活长达3年，或作为菌丝体存在于种子或活植物中。
[0004]迄今为止，已正式鉴定和表征了19种菠菜霜霉病(Pe)的致病小种，并且在田间观察到了许多新的候选物。散展霜霉的17种正式认可的小种被命名为Pe:1至Pe:19(Pe:1至Pe:17以前称为Pfs：1至Pfs：17；Irish等人Phtypathol.Vol.98pg.894
‑
900,2008；Plantum NL(荷兰种子和幼小植物育种、组织培养、生产及贸易协会(Dutch association for breeding,tissue culture,production and trade of seed and young plants))新闻发布，“Benoeming van Pfs:14,een nieuwe fysio van valse meeldauw in spinazie”，September 19,2012；Report Jim Correl(Univ.Arkansas)和Steven Koike(UC Cooperative Extension,Monterey County)，“Race Pfs：14
‑
Another new race of the spinach downy mildew pathogen”，September 18,2012；Plantum NL新闻发布，“Denomination of Pfs：15,a new race of downy mildew in spinach”，September 2,2014September 2,2014；Plantum NL新闻发布，“Denomination of Pfs：16,a new race of downy mildew in spinach,March 15,2016；Plantum NL新闻发布，Denomination of Pfs：17,a new race of downy mildew in spinach”,April 16,2018；Plantum NL新闻发布,“Denomination of Pe:18and 19,two new races of downy mildew in spinach”,April 15,2021)。
[0005]所有19种正式认可的Pe小种可以从Department of PlantPathology,University of Arkansas,Fayetteville,AR 72701,USA,以及NAK Tuinbouw,Sotaweg 22,2371GD Roelofarendsveen,the Netherlands公开获得。
[0006]尤其是最新鉴定的霜霉属小种可以打破目前在世界范围内商业使用的许多菠菜品种的抗性，从而它们对菠菜产业的生产力构成严重威胁。因此，保持在这一领域的发展前沿至关重要，因为霜霉属不断发展打破存在于商业性菠菜品种中的抗性的能力。因此，针对
霜霉病的新的抗性基因是非常有价值的资产，并且它们形成了育种特别是菠菜和生菜育种的重要研究焦点。菠菜育种者的主要目标之一是在这些小种变得广泛传播并可威胁到该产业之前，迅速开发出对尽可能多的霜霉属小种(包括最新鉴定的小种)具有抗性的菠菜品种。
[0007]在商业菠菜品种中，针对霜霉病的抗性通常是由所谓的R基因引起的。R基因介导的抗性基于植物识别入侵病原体的能力。在许多情况下，这种识别发生在病原体建立第一阶段的相互作用并将所谓的致病性(或无毒力)因子转移到植物细胞中之后。这些致病因子与宿主组分相互作用，以建立有利于病原体侵入宿主并从而引起疾病的条件。当植物能够识别由致病因子触发的事件时，可以启动抗性应答。在许多不同的植物病原体相互作用系统中，例如菠菜与不同霜霉病菌株的相互作用，植物只有在特定识别入侵病原体后才会启动这些事件。
[0008]植物和病原体的共同进化导致了一场军备竞赛，其中R基因介导的抗性有时被克服，结果病原体能够以不同的方式与替代性宿主靶标或相同靶标相互作用并对其进行修改，使得失去识别，并且可以成功地建立感染，从而导致疾病。为了在植物中重新建立抗性，必须引入新的R基因，该基因能够识别替代性致病因子的作用模式。
[0009]尽管存在R基因的持久性相对较低的事实，R基因在菠菜中仍然是抵御霜霉病的主要形式。这主要是因为它是提供绝对抗性的唯一防御形式。到目前为止，植物育种者已经非常成功地利用存在于作物物种野生种质中的抗性基因来生产霜霉病抗性菠菜品种。尽管R基因广泛用于菠菜育种，但到目前为止，人们对这些R基因知之甚少。
[0010]直到最近才发现，菠菜中正式认可的R基因实际上是两个紧密相连的基因，即α
‑
WOLF和β
‑
WOLF基因的所有不同等位基因。这也是首次在分子水平上对R基因或更好地R等位基因首次进行表征，即确定其核苷酸和氨基酸序列。尽管这为育种人员提供了提高检测和选择R等位基因的效率的工具，但充分响应新出现的霜霉病小种对于开发商业成功的菠菜品种仍然至关重要。因此，本专利技术的目的是提供赋予对新出现的霜霉病分离株的抗性的新抗性等位基因，并提供用于鉴定该新抗性等位基因的分子生物学工具。
[0011]专利技术概述
[0012]在导向本专利技术的研究中，发现了WO2018059651中描述的α
‑
WOLF基因的新等位基因变体。α
‑
WOLF基因编码属于CC
‑
NBS
‑
LRR家族(卷曲螺旋
‑
核苷酸结合位点
‑
富含亮氨酸的重复序列)的蛋白质。取决于菠菜植物中存在的等位基因变体(或多个等位基因变体)，所述植物将产生赋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.命名为α
‑
WOLF27的等位基因，其赋予对至少一种散展霜霉(Peronospora effusa)小种的抗性，其中由所述等位基因编码的蛋白质是CC
‑
NBS
‑
LRR蛋白质，CC
‑
NBS
‑
LRR蛋白质在其氨基酸序列中包含：a)在其N末端的基序“MAEIGYSVC”；和b)基序“KWMCLR”；并且其中所述蛋白质的LRR结构域以增加的优先性顺序与SEQ ID NO：10具有至少95％、95.5％、96％、96.5％、97％、97.5％、98％、98.5％、99％、99.5％、100％的序列同一性。2.权利要求1的等位基因，其中LRR结构域的DNA序列以增加的优先性顺序与SEQ ID NO：9具有至少95％、95.5％、96％、96.5％、97％、97.3％、97.5％、97.8％、98％、98.3％、98.5％、98.8％、99％、99.3％、99.5％、99.8％、100％的序列同一性。3.权利要求1或2的等位基因，其中当纯合存在于菠菜植物中时，所述等位基因赋予对至少散展霜霉小种Pe:7、Pe:8、Pe:9、Pe:11、Pe:12、Pe:13、Pe:14、Pe:15、Pe:17的完全抗性。4.权利要求1至3中任一项的等位基因，其中当纯合存在于菠菜植物中时，所述等位基因赋予对至少散展霜霉小种Pe:1、Pe:2、Pe:3、Pe:4、Pe:5、Pe:6、Pe:7、Pe:8、Pe:9、Pe:11、Pe:12、Pe:13、Pe:14、Pe:15、Pe:17的完全抗性。5.包含权利要求1至4中任一项的等位基因的菠菜植物，其能够长成包含所述等位基因的植物的种子的代表性样品以登录号NCIMB 43668保藏于NCIMB。6.权利要求5的菠菜植物，其中所述植物是农艺优良植物。7.权利要求6的菠菜植物，其中所述农艺优良植物是杂交品种或近交系。8.权利要求7的菠菜植物，其还包含导致对散展霜霉小种Pe:1至Pe:17的...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：瑞克斯旺种苗集团公司，
类型：发明
国别省市：