【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有对霜霉病的大范围的小种显示抗性的基因的菠菜植物及其制造方法。本申请要求2021年5月12日在日本提交申请的特愿2021-080911号优先权，本文引用其内容。
技术介绍
1、菠菜(spinacia oleracea l.)是苋科菠菜属的一年生草本植物或多年生草本植物，原产于亚洲西部并广泛栽培，被认为于江户时代自中国传入日本。菠菜主要食用基生叶(莲座状(ロゼット状))，维生素类或铁、钙成分的含量在蔬菜中也是特别高的，营养价值极高。近年来，由于其营养素和简便性方面，嫩叶的市场在世界范围内迅速扩大。从而，菠菜被定位为重要蔬菜之一。
2、通常，植物品种有常规种和杂种第一代(以下，称为“f1”)品种，主要作物中普及f1品种。f1品种由于杂种优势(ヘテロシス)而生长旺盛。由此，f1品种具有生长快、产量能力提高等巨大的优势，进一步，亦能够期待抗病虫害的能力、耐寒性/耐暑性等适应环境的能力提高。另外，由于f1品种为杂合的且为相同的基因型，因而表型显示出极高的均一性。因此，农产品的可销售性提高。进一步，f1品种的双亲能够积累显性基因所支配的有用性状，因此能够进行快速的育种。由于具有如上所述的优势，使得f1品种在主要作物中占据了栽培品种的主流。被视为可食用的菠菜在二十世纪六十年代以前一直以常规种为中心，而在二十世纪七十年代以后迅速推进f1化，目前大部分为f1品种。
3、另一方面，使菠菜受损害的病害之一有由作为丝状菌的菠菜霜霉分化型病菌(peronospora farinosa f.sp.spinacia
4、霜霉病因小种分化快而为人所知，侵袭抗性品种的新的小种不断出现，迄今为止也确认了很多被认为具有抗性的品种发病的事例。菠菜霜霉病国际工作组(iwgp)为由接受美国的阿肯色大学以及加利福尼亚大学的支援的种苗公司、和荷兰的荷兰园艺检验局(naktuinbouw)组成的联合团体，监视新型的霜霉病的小种的出现与扩散，并决定正式的命名。自1824年报告了最初的霜霉病的出现以后，迄今为止已经命名了十九个小种(非专利文献1)。
5、为了应对新的小种的连续出现，在菠菜的育种方面，新型抗性材料的搜索是非常重要的。不仅是在栽培种方面，在野生种方面也进行对霜霉病具有抗性的遗传材料的搜索。例如，已由荷兰遗传资源中心(cgn)于2008年对野生种菠菜的突厥菠菜(spinaciaturkestanica)、于2011年对野生种菠菜的四蕊菠菜(spinacia tetrandra)进行了对霜霉病的抗性遗传材料的搜索。另外，correll等人于2011年发表了六种被称为rpf的基因控制已知的霜霉病抗性的文章(非专利文献2)。进一步，作为霜霉病抗性基因，已报告有rpf1～rpf10、rpf11(专利文献1)、rpf12(专利文献2)、rpf13(专利文献3)、rpf14(专利文献4)、rpf15(专利文献5)、r6(专利文献6)、r15(专利文献7)等。通过将来源于野生种菠菜的霜霉病抗性基因导入至栽培种菠菜的波斯菠菜(spinacia oleracea l.)中，能够培育霜霉病抗性高的菠菜(专利文献8)。
6、rpf基因为位于被称为rpf基因座的一个基因座上的多个等位基因、或者紧密连锁的多个基因，在f1品种中，通过具有两个等位基因而显示出广泛的抗性(非专利文献3、专利文献5)。例如，rpf1基因、rpf2基因以及rpf3基因位于3号染色体上(非专利文献3)、rpf15基因也位于3号染色体上(专利文献5)。另外，专利文献8中所记载的霜霉病抗性基因虽然被认为位于连锁群6上，但据序列信息显示，其实际上位于3号染色体上(专利文献5)。
7、在霜霉病抗性基因座中，根据其结构，大致分为alpha wolf基因以及beta wolf基因的一个或者两个wolf基因邻接存在(专利文献9)。alpha wolf基因以及beta wolf基因包含赋予各自特定的抗性谱的多个等位基因，并且其各自的wolf基因的lrr结构域序列以及各自的基因型对霜霉病小种的抗性模式已被公开。理论上，通过具有不同的抗性模式的wolf基因的组合，能够设计期望的抗性模式。但是，在现有的杂交育种中，实际上不可能将非常紧密地连锁的基因进行任意组合。因此，迄今为止，一直将rpf基因归总为一个基因进行操作。
8、除此之外，通过转化自外部导入霜霉病抗性基因(gmo)、或者修饰内源性基因(基因编辑)，也能够制作赋予期望的抗性模式的突变体。但是，存在的问题是：通过gmo或者基因修饰培育的作物尚未被大众广泛接受。
9、已报告霜霉病抗性基因p10位于1号染色体上，并且对pfs1、pfs2、pfs3、pfs4、pfs5、pfs6、pfs7、pfs8、pfs9、pfs10、pfs11、pfs12、pfs13、pfs14、pfs15和pfs16显示抗性。但是，由p10基因赋予的抗性仅在为纯合时表达，并且其抗性程度为中等(专利文献10)。因此，推测使用p10基因的抗性品种育成不仅比使用显性的抗性基因的育成困难，而且耐性的程度在实用方面也称不上充分。另外，已报告四蕊菠菜品系cgn25474：mgk 18：rnr120251(以下为cgn25474：mgk 18)在4号染色体中具有霜霉病抗性基因，对pfs4、pfs7、pfs9、pfs10、pfs11、pfs12、pfs13、pfs14、pfs15、pfs16和pfs17显示抗性(专利文献11)。
10、现有技术文献
11、专利文献
12、专利文献1：美国专利第10258001号说明书
13、专利文献2：美国专利第10258002号说明书
14、专利文献3：国际公开第2015/036378号
15、专利文献4：国际公开第2019/145446号
16、专利文献5：国际公开第2019/145447号
17、专利文献6：专利第6457269号公报
18、专利文献7：美国专利第9974276号说明书
19、专利文献8：专利第6684207号公报
20、专利文献9：国际公开第2018/059651号
21、专利文献10：美国专利申请公开第2019/0104700号说明书
22、专利文献11：国际公开第2020/239215号
23、非专利文献
24、非专利文献1：ribera等，euphytica，2020,216:48。
25、非专利文献2：correll等，european journal of plant pathology，2011，第129卷，第193-205页。
【技术保护点】
1.一种霜霉病抗性菠菜植物，其为具有存在于四蕊菠菜品系CGN25466:MGK 01的4号染色体上的霜霉病抗性RTM-1基因的菠菜植物，其中，四蕊菠菜除外。
2.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述RTM-1基因为存在于四蕊菠菜品系CGN25466:MGK 01的4号染色体上的chr4_7962907至chr4_8617232的范围内的基因。
3.根据权利要求1或2所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，含有包含四蕊菠菜品系CGN25466:MGK 01的4号染色体上的chr4_8488603至chr4_8510715的范围的片段。
4.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述RTM-1基因为纯合的或者杂合的。
5.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其至少对霜霉病的小种Pfs1、Pfs2、Pfs3、Pfs4、Pfs5、Pfs6、Pfs7、Pfs8、Pfs9、Pfs10、Pfs11、Pfs12、Pfs13、Pfs14、Pfs15、Pfs16、Pfs17、Pfs18、Pfs19和U
6.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，
7.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，
8.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述霜霉病抗性菠菜植物来源于四蕊菠菜和栽培种菠菜的种间杂种植物。
9.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有来源于保藏号FERM BP-22404(TNKH-1品系)限定的植物的霜霉病抗性。
10.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有来源于保藏号FERM BP-22405(TNKH-2品系)限定的植物的霜霉病抗性。
11.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有至少一种以上的所述RTM-1基因以外的霜霉病抗性基因。
12.一种霜霉病抗性菠菜植物，其为保藏号FERM BP-22404(TNKH-1品系)限定的霜霉病抗性菠菜植物、以所述霜霉病抗性菠菜植物为亲本获得的杂种植物、或其后代。
13.一种霜霉病抗性菠菜植物，其为保藏号FERM BP-22405(TNKH-2品系)限定的霜霉病抗性菠菜植物、以所述霜霉病抗性菠菜植物为亲本获得的杂种植物、或其后代。
14.一种菠菜植物的霜霉病抗性的预测方法，其中，调查受验菠菜植物的4号染色体的chr4_8488603至chr4_8510715的SNP的基因型，在至少一个等位基因中，
15.一种霜霉病抗性菠菜植物的筛选方法，其中，调查受验菠菜植物的4号染色体的chr4_8488603至chr4_8510715的SNP的基因型，在至少一个等位基因中，
16.一种霜霉病抗性菠菜植物的制造方法，其具有以下步骤：
17.根据权利要求16所述的霜霉病抗性菠菜植物的制造方法，其中，所述具有RTM-1基因的菠菜植物为四蕊菠菜或者根据权利要求1至13中任一项所述的霜霉病抗性菠菜植物。
18.根据权利要求16所述的霜霉病抗性菠菜植物的制造方法，其中，所述任意的菠菜植物、或者所述第二杂交步骤中的种间杂交或者种内杂交所使用的亲本为具有至少一种以上的所述RTM-1基因以外的霜霉病抗性基因的菠菜植物。
19.根据权利要求1至13中任一项所述的霜霉病抗性菠菜植物的植物体的一部分。
20.根据权利要求1至13中任一项所述的霜霉病抗性菠菜植物的叶。
21.根据权利要求1至13中任一项所述的霜霉病抗性菠菜植物的种子。
22.一种用于选择具有RTM-1基因的菠菜植物的DNA标志物，其由选自由菠菜植物的chr4_8488603上鉴定的SNP、chr4_8494600上鉴定的SNP、chr4_8510715上鉴定的SNP以及与这些SNP在遗传上强烈连锁的SNP所组成的组中的一种以上构成。
23.一种用于选择具有RTM-1基因的菠菜植物的试剂盒，其包括选自由以下引物组所组成的组中的一种以上的引物组：
24.根据权利要求23所述的试剂盒，其中，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种霜霉病抗性菠菜植物，其为具有存在于四蕊菠菜品系cgn25466:mgk 01的4号染色体上的霜霉病抗性rtm-1基因的菠菜植物，其中，四蕊菠菜除外。
2.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述rtm-1基因为存在于四蕊菠菜品系cgn25466:mgk 01的4号染色体上的chr4_7962907至chr4_8617232的范围内的基因。
3.根据权利要求1或2所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，含有包含四蕊菠菜品系cgn25466:mgk 01的4号染色体上的chr4_8488603至chr4_8510715的范围的片段。
4.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述rtm-1基因为纯合的或者杂合的。
5.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其至少对霜霉病的小种pfs1、pfs2、pfs3、pfs4、pfs5、pfs6、pfs7、pfs8、pfs9、pfs10、pfs11、pfs12、pfs13、pfs14、pfs15、pfs16、pfs17、pfs18、pfs19和ua1014菌株所表现的小种具有抗性。
6.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，
7.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，在4号染色体的至少一个等位基因中，
8.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其中，所述霜霉病抗性菠菜植物来源于四蕊菠菜和栽培种菠菜的种间杂种植物。
9.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有来源于保藏号ferm bp-22404(tnkh-1品系)限定的植物的霜霉病抗性。
10.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有来源于保藏号ferm bp-22405(tnkh-2品系)限定的植物的霜霉病抗性。
11.根据权利要求1所述的霜霉病抗性菠菜植物，其具有至少一种以上的所述rtm-1基因以外的霜霉病抗性基因。
12.一种霜霉病抗性菠菜植物，其为保藏号ferm bp-...
【专利技术属性】
技术研发人员：杉原雄一，中村遥，木村亮，森玉阳介，
申请(专利权)人：坂田种苗株式会社，
类型：发明
国别省市：
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