具有改善的昆虫抗性的番茄植株制造技术

本发明专利技术涉及具有改善的昆虫抗性，更特别地粉虱抗性或螨抗性的番茄植株，其中所述植株包含编码乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶的SlAT2基因和编码APETALA2乙烯应答转录因子的AP2e基因。本发明专利技术还涉及用于提供具有改善的昆虫抗性的番茄植株的方法，以及SlAT2基因与AP2e基因组合用于提供昆虫抗性番茄植株的用途。组合用于提供昆虫抗性番茄植株的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的昆虫抗性的番茄植株
[0001]描述
[0002]本专利技术涉及具有改善的昆虫抗性，更特别地粉虱抗性或螨抗性的番茄植株，其中所述植株包含编码乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶的SlAT2基因和编码APETALA2乙烯应答转录因子的AP2e基因。本专利技术还涉及用于提供具有改善的昆虫抗性的番茄植株的方法，以及SlAT2基因与AP2e基因组合用于提供昆虫抗性番茄植株的用途。
[0003]粉虱属于粉虱科(Aleyrodidae)，其通常在植物叶的远轴侧上取食。有多于1500个物种被描述，并且特别是在温暖气候或热带气候以及温室中，粉虱给温暖气候中的作物保护和生长在温室条件下的作物带来了重大问题，导致全世界每年巨大的经济损失。许多粉虱物种尺寸很小，这使其在温室中的控制变得复杂，并且如果不加以控制，温室中的粉虱数量就会迅速提高。粉虱相关的损害降低了作物品质和数量，例如植株生活力和产率降低、早期萎蔫、叶萎黄和脱叶。银叶粉虱(烟粉虱(Bemisia tabaci))是粉虱的一个物种，是目前最重要的农业害虫之一。
[0004]虽然粉虱的数个物种在其数量很多的时候简单地通过吸取汁液就可造成一些作物损失，但它们造成的主要危害是间接的。作为作物害虫的主要重要性在于它们作为载体并传播植株疾病(包括多于200种植株病毒)的作用。此外，粉虱通过侵入植株的韧皮部、导入毒性唾液和降低植株的整体膨压来取食。粉虱分泌大量的蜜露，其支持真菌(例如烟霉(sooty mold))的有害侵扰。由于粉虱大量聚集，因此易感植株可快速不堪重负。
[0005]杀虫剂例如新烟碱类、有机氯化合物和有机磷化合物应使用广泛，并且是控制粉虱的有效方式。然而，持续施加杀虫剂导致粉虱变得具有抗性的发生。另外，也提出了更环境友好的生物方法以控制粉虱侵扰，例如使用天然捕食者和拟寄生物(例如使用绿草蛉幼虫)以控制粉虱侵扰，或清洗植株以降低植株上的害虫数量。然而，这些方法也没有针对害虫提供最佳解决方案，并且粉虱仍然难以控制。
[0006]特别是在番茄(tomato(Solanum lycopersicum))和辣椒(辣椒属(Capsicum spp.))中粉虱侵扰被证明是一个问题。番茄被归类为包括13个物种的番茄分支(Solanum sect.Lycopersicon)，其中番茄(Solanum lycopersicum)为栽培番茄，而其他12个物种为野生近缘种。辣椒属有25个物种，其中5种是栽培的，包括一年生辣椒(C.annuum)、中华辣椒(C.chinense)、下垂辣椒(C.baccatum)、柔毛辣椒(C.pubescens)和灌木状辣椒(C.frutescens)。番茄和辣椒的驯化导致了遗传多样性的丧失，这使得它们容易受到非生物胁迫和生物胁迫(例如害虫攻击)。到目前为止，栽培的番茄和甜椒不对粉虱具有抗性。之前已进行了数项研究以在番茄和甜椒的野生近缘种中发现粉虱抗性。番茄的数个野生近缘种(潘那利番茄(S.pennellii)、多毛番茄(S.habrochaites)、秘鲁番茄(S.peruvianum)和醋栗番茄(S.pimpinellifolium))已知比栽培物种更具有抗性。
[0007]抗生作用是植株对昆虫生长和存活产生不利影响的抗性机制之一。有助于粉虱抗生作用的最显著的番茄性状之一是毛状体，其是植株上细小的突出物或附属物，例如腺毛。其功能是为植株分泌在植株中具有与生长和发育以及胁迫应答相关的不同功能的代谢产物，包括萜类、苯丙素类、黄酮类、甲基酮和酰基糖。例如，单萜和倍半萜、甲基酮和酰基糖是
番茄中已知与粉虱抗性相关的次级代谢产物。虽然腺性毛状体(glandular trichome)显示出在粉虱抗性中发挥重要作用，但实际上该毛状体内的化合物才是决定性的。发现特定毛状体(IV型毛状体)的存在与粉虱抗性之间存在高度相关性，并且先前的研究表明粉虱抗性是基于涉及许多基因的数种机制并且是一个复杂的过程。在栽培番茄中引入粉虱抗性的努力并不成功，并且应考虑新的方法和抗性来源。
[0008]综上所述，本领域需要具有改善的昆虫抗性的番茄植株，更特别地，具有改善的昆虫抗性的番茄植株。另外，本领域需要用于提供具有改善的昆虫抗性的植株的方法，更特别地用于提供具有改善的针对粉虱抗性的番茄植株的方法。
[0009]在另一些目的中，本专利技术的一个目的是解决本领域中的上述需要。在另一些目的中，本专利技术的目的通过所附权利要求书中概述的本专利技术来满足。
[0010]特别地，根据本专利技术的第一方面，在另一些目的中，上述目的通过本专利技术通过具有改善的粉虱抗性的番茄植株来满足，其中所述植株包含乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶基因(SlAT2)与APETALA2e乙烯应答转录因子基因(AP2e)的组合，所述乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶基因(SlAT2)编码与SEQ ID No.2具有至少95％、优选至少98％、更优选至少99％序列同一性的cDNA序列，所述APETALA2e乙烯应答转录因子基因(AP2e)编码与SEQ ID No.5具有至少95％、优选至少98％、更优选至少99％序列同一性的cDNA序列，其中与不包含所述基因的组合的番茄植株相比，所述SlAT2基因与AP2e基因的组合导致C
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酰基糖含量和C
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酰基糖含量提高。甚至更优选地，SlAT2基因编码SEQ ID No.2的cDNA，并且AP2e基因编码SEQ ID No.5的cDNA。
[0011]本专利技术的番茄植株(优选番茄(S.lycopersicum)植株)具有改善的昆虫抗性，其中所述植株包含SlAT2基因与AP2e基因的组合以及AP2e基因。APETALA2(AP2)基因家族(有时也称为AP2/乙烯应答元件结合因子(ethylene
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responsive element
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binding factor，ERF)基因家族或ERF/AP2基因家族)限定了番茄植株中称为AP2/ERF的DNA结合蛋白的大基因家族(>100+个基因)。AP2基因执行一系列功能，包括激素调节、建立花分生组织器官特征、以及花器官的调节和生长以及发育，以及对环境刺激和胁迫应答的多种响应。此外，已知在植株的种子发育期间多个不同的AP2基因提供了己糖与蔗糖的比率的变化，并且AP2蛋白在使用这些多种糖的所述植株中调节系统中糖的量并参与运输、成形和信号传导。出乎意料地是，发现SlAT2基因与AP2e基因组合促进并调节了特定类型的酰基糖C
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(S4:C17酰基蔗糖)和/或C
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(S4:C24酰基蔗糖)的产生，并且这些特定提高的酰基糖产生与植株中高水平的昆虫抗性有关。SlAT2基因编码乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶，并且AP2e基因编码APETALA2e乙烯应答转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.番茄植株，其具有改善的粉虱抗性，其中所述植株包含乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶基因(SlAT2)与APETALA2e乙烯应答转录因子基因(AP2e)的组合，所述乙酰辅酶A依赖性酰基转移酶基因(SlAT2)编码与SEQ ID No.2具有至少95％序列同一性的cDNA序列，所述APETALA2e乙烯应答转录因子基因(AP2e)编码与SEQ ID No.5具有至少95％序列同一性的cDNA序列，其中与不包含所述基因的组合的番茄植株相比，所述SlAT2基因与AP2e基因的组合导致C
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酰基糖含量和C
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酰基糖含量提高。2.根据权利要求1所述的番茄植株，其中所述植株包含四酰基(S4)糖和三酰基(S3)糖，其中所述植株中四酰基(S4)糖与三酰基(S3)糖之比(S4:S3)为至少1，优选至少1.2，更优选至少1.5，最优选至少1.7。3.根据权利要求1或2所述的番茄植株，其中编码所述SlAT2基因的基因组区域包含SEQ ID No.1，并且其中编码所述AP2e基因的基因组区域包含SEQ ID No.4。4.根据权利要求1至3中任一项所述的番茄植株，其中所述SlAT2基因编码SEQ ID No.3所示的蛋白质序列，并且其中所述AP2e基因编码SEQ ID No.6所示的蛋白质序列。5.根据权利要求1至4中任一项所述的番茄植株，其中所述C
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酰基糖含量为至少150μg/g植株叶鲜重(FW)，和/或其中所述C
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酰基糖含量为至少125μg/g植株叶FW。6.根据权利要求1至5中任一项所述的番茄植株，其中所述植株与不包含所述基因的组合的番茄植株相比，还具有提高的选自以下中的一种或更多种的酰基糖含量：C
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酰基糖含量、C
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酰基糖含量。7.根据权利要求1至6中任一项所述的番茄植株，其中所述C
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酰基糖含量为至少10μg/g植株叶FW，和/或其中所述C
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酰基糖含量为至少15μg/g植株叶FW，和/或其中所述C
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酰基糖含量为至少12.5μg/g植株叶FW。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：特雷莎，
申请(专利权)人：安莎种子公司，
类型：发明
国别省市：