白锈菌抗性甘蓝植物制造技术

本发明专利技术涉及对植物病原体白锈菌(Albugo candida)具有抗性的甘蓝(Brassica oleracea)植物，并且其中抗性由2号染色体上的一个基因组区域编码。本发明专利技术还涉及用于鉴定本发明专利技术的白锈菌抗性的方法和用于本发明专利技术的方法的分子标志物。志物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】白锈菌抗性甘蓝植物


[0001]本专利技术涉及对植物病原体白锈菌(Albugo candida)具有抗性的甘蓝(Brassica oleracea)植物，并且其中抗性是由2号染色体上的一个基因组区域编码的。本专利技术还涉及用于鉴定本专利技术的白锈菌抗性的方法和用于本专利技术的方法的分子标志物。

技术介绍

[0002]卷心菜，或称甘蓝，作为粮食作物在全球范围内种植。甘蓝植物的几乎每一部分都适于食用。存在多个甘蓝品种，包括结球甘蓝(headed cabbage)、皱叶甘蓝(savoy cabbage)、羽衣甘蓝(borecole)和尖头卷心菜(point headed cabbage)(可食用部分：叶子)；西兰花(broccoli)、嫩茎花椰菜(sprouting broccoli)、罗马花椰菜(Romanesco)和菜花(cauliflower)(可食用部分：花头)；抱子甘蓝(Brussels sprouts)(可食用的部分：侧芽)和球茎甘蓝(kohlrabi)(可食用部分：看起来像植物的茎的增厚部分的下胚轴)。所有这些蔬菜都富含必需营养素，包括维生素C。富含十字花科蔬菜的饮食能够给降低罹患某些类型人类癌症的风险。
[0003]正如许多种植作物的情况一样，多种病虫害对甘蓝的种植构成威胁。其中包括卵菌白锈菌，它会导致一种称为白水泡的病害。这种植物病害会导致芸苔属(Brassica)植物的叶子、茎和子房(角果)上出现具有孢子的水泡(sari、脓疱)。这些水泡可能合并在一起形成更大、形状不规则的病变。植物的全身性感染会导致花朵或花序的异常生长、变形，并且甚至有时导致不育。
[0004]白水泡菌或白锈菌(其他同义词：A.cruciferum、A.cruciferatum、白锈病菌、白泡锈病菌、顶枯菌)是一种与霜霉菌(寄生霜霉(Peronospora parasitica))和疫霉菌属菌(Phytophthora)密切相关的卵菌纲菌。
[0005]卵菌纲白锈菌出现在世界上许多种植属于十字花科(Brassicaceae，先前名为Cruciferae)植物的地方，包括欧洲、亚洲、非洲、澳大拉西亚、北美洲、中美洲和南美洲。
[0006]卵菌纲菌的孢子会被风、雨和昆虫分散到其他植物上，而且浇水、农场设备以及农场工人也会导致白锈菌的传播。
[0007]当白锈菌的孢子降落在芸苔属植物上时，它们会形成芽管，通过该芽管它们穿透叶片。叶片穿透后，菌丝体在细胞间生长，并通过吸器吸收营养物。菌丝体还在宿主表皮下形成游动孢子囊，在该游动孢子囊中形成称为游动孢子形式的无性孢子。当有足够的水分时，成熟的游动孢子会被释放并传播到其他植物，从而引起新的感染。孢子具有两条鞭尾(鞭毛)，一条向前移动，而另一条控制游动方向。
[0008]卵菌纲白锈菌在10至20℃的温度和潮湿的条件下生长得最好。2.5小时的叶片湿润期足以导致在10至14天的潜伏期后出现第一症状的感染。因此，具有适中的温度的潮湿天气条件是病害传播的期望条件。
[0009]白锈菌可以在植物残体上以厚壁合子的有性形式在地面越冬，也可以在冬季硬化的寄主植物上以无性形式(菌丝体)越冬。在温和的冬天期间，卵菌纲菌不会休眠，而是在较
低的水平上保持活跃。
[0010]除了甘蓝外，白锈菌还可以感染与甘蓝相关的物种，诸如油菜、芥菜和萝卜，以及野生物种，诸如荠菜(Capsella bursa pastoris)和野生芥菜(野芥子、野芥(Sinapis arvensis))。
[0011]白锈菌的宿主专化性(specialization)是已知的，不同的生理物种和专化型是基于被感染的植物物种或品系以及分离株对该特定植物物种或品系的攻击性来区分的。
[0012]目前，只有少数药剂能够控制芸苔属植物的白水泡。此外，越来越多的欧洲国家制定有旨在减少作物保护药剂使用的政策。如果将不再允许使用控制药剂，则这将在芸苔属作物种植中导致重大问题。白水泡会导致产量的巨大损失，尤其是在诸如芜菁油菜(Brassica rapa，其近义词campestris)(白菜型油菜)、芥菜(Brassica juncea，mustard)和欧洲油菜(Brassica napus)(油菜籽)等作物中。此外，在诸如西兰花、抱子甘蓝、结球甘蓝和卷曲羽衣甘蓝(curly kale)等蔬菜作物中，感染造成的外观损伤将使该作物不再可销售。
[0013]考虑到以上概述问题，(蔬菜)植物育种的目标是培育具有一个或多个抗性基因或有助于抵抗这种病原体的遗传基因座的抗性植物。这种方法也有助于所涉及作物的更可持续生产。
[0014]一般来说，抗性可以是单基因性的，即由一个基因座或基因决定，或者取决于多个基因座或基因。在后一种情况下，这些基因可以是加性的，从而产生数量性状位点或QTL。
[0015]与一个或多个抗性基因相连的标志物序列的可用性有助于加速育种过程，因为甘蓝是一年两次的作物。将特定的DNA标志物与抗性基因连接，使得可以在多次杂交的后代中鉴定抗性植物。DNA标志物的使用允许研究人员直接测试幼苗是否存在特定的抗性，而不需要耗时的田间测试。因此，甘蓝一年两次的生命周期不再限制研究人员测试对白锈菌抗性的能力。因此，使用DNA标志物来选择被称为标志物辅助性育种的期望性状，使得可以将抗性基因从一个亲本品系快速引入多种甘蓝作物。
[0016]通常，针对抗性的育种是通过使抗性来源和具有高水平农艺学品质的易感遗传材料之间进行杂交开始的。使用DNA标志物选择抗性后代，并将其反复回交到农艺学上优良的亲本品系。这一过程最终产生了具有期望农艺学特性的抗性植物。应用细胞生物学技术，诸如双单倍体诱导(花药培养或小孢子培养)，能够通过在一代内提供高水平的遗传纯度而加速育种。

技术实现思路

[0017]考虑到以上内容，除其他外，本专利技术的目的之一是提供新的提供白锈菌抗性的基因组片段和包含这些片段的植物。
[0018]如所附权利要求中概述的，本专利技术满足上述目的以及其他目的。
[0019]具体地，该目的以及其他目的是通过提供甘蓝植物来实现的，其中所述植物对植物病原体白锈菌具有抗性，并且其中抗性由位于2号染色体上在碱基对5373001和6058829之间的一个基因组区域编码。
[0020]尽管该基因组片段可以通过基因渗入被引入到甘蓝植物中，但可以使用各种基因组工程技术将该基因组片段人工引入植物细胞中以产生抗白锈菌植物。
convar.capitata var.sabauda)；卷曲羽衣甘蓝卷心菜(Brassica oleracea convar.acephela var.sabellica)；球茎甘蓝(Brassica oleracea convar.acephela var.gongylodes)和葡萄牙卷心菜(Brassica oleracea var.tronchuda syn.costata)。
[0029]本专利技术还涉及杂交甘蓝植物，该杂交甘蓝植物可通过使易感染白锈菌的甘蓝植本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.甘蓝(Brassica oleracea)植物，其中所述植物对植物病原体白锈菌(Albugo candida)具有抗性，并且其中所述抗性由位于2号染色体上的甘蓝参考基因组JZS v2的碱基对5373001和6058829之间的一个基因组区域编码。2.根据权利要求1所述的甘蓝植物，其中所述基因组区域可获自、获自或来自以保藏号NCIMB 43452保藏的甘蓝植物。3.根据权利要求1或2所述的甘蓝植物，其中所述植物包含选自由SEQ ID No.1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41和43组成的组中的一个或多个基因组序列。4.根据权利要求1至3中任一项所述的甘蓝植物，其中所述植物是细胞质雄性不育(CMS)的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的甘蓝植物，其中所述植物是杂交植物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的甘蓝植物，其中所述植物是以保藏号NCIMB 43452保藏的甘蓝植物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的甘蓝植物，其中所述植物选自由以下各项组成的组：菜花、罗马花椰菜(Brassica oleracea convar.botrytis var.botrytis)；西兰花(Brassica oleracea convar.botrytis var.cymosa)；嫩茎花椰菜(Brassica oleracea convar.botrytis var.asparagoides)；抱子甘蓝(Brassica oleracea convar....

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯，
申请(专利权)人：贝霍种子有限公司，
类型：发明
国别省市：