Phacosporacea抗性大豆植物制造技术

提供了在转基因植物和/或植物细胞中，增加对Phacosporaceae科的真菌病原体的抗性的方法。在这些植物中，乙烯信号传递通路和/或乙烯信号化合物的活性被改变。相比野生型植物和/或野生型植物细胞，这是通过在这些植物中诱发乙烯信号传递通路来实现的。根据特定信号传递化合物的激活或抑制功能，可以使用关联基因过表达或敲低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Phacosporacea抗性大S_植物本专利技术涉及在转基因植物和/或植物细胞中，增加对Phacosporaceae科的真菌病原体的抗性的方法。在这些植物中，乙烯信号传递通路和/或乙烯信号化合物的活性被改变。相比野生型植物和/或野生型植物细胞，这是通过在这些植物中诱发乙烯信号传递通路来实现的。根据特定信号化合物的激活或抑制功能，可以使用关联基因过表达或敲低。此外,本专利技术涉及具有增加的对Phacosporacea科真菌病原体例如大豆锈菌抗性的转基因植物和/或植物细胞，以及包含与编码功能性乙烯信号化合物的序列或其片段相同或同源的序列的重组表达载体。农作物的耕种主要用于生产人和动物的食品。特别是当今惯例的单种作物栽培对疾病的流行性传播高度易感。结果是明显减少的产量。到目前为止，主要通过用杀虫剂控制病原生物。目前，直接修饰植物或病原体的遗传倾向的可能性也对人类开放。抗性一般表示植物防止，或至少减少有害病原体的侵扰和建群的能力。在植物用于防止植物病原性生物的建群的天然存在的抗性中可以识别出不同的机制。这类病原体和宿主之间的特异相互作用确定了感染的过程(Schopfer和Brennicke (1999)Pflanzenphysiologie, Springer Verlag,柏林-海德堡，德国)。关于宗族特异性抗性，又称为宿主抗性，在相容和不相容相互作用之间有差异。在相容相互作用中，在病毒性病原体和易感植物之间发生相互作用。病原体存活，并可建立繁殖结构，而宿主大部分先后死去。另一方面，当病原体感染植物但在症状的弱发展之前或之后其生长被抑制时，发生不相容相互作用。在后一种情况下，植物对相应的病原体具有抗性(Schopfer和Brennick,见上)。然而,此类抗性是对于某些株或病原体特异性的。在相容和不相容相互作用中，都发生宿主对病原体的防御性和特异性反应。然而，事实上由于病原体的新病毒性宗族的快速进化发展，此抗性通常被克服(Neu等人，(2003)American Cytopathol.Society, MPMI16N0.7:626-633)。大部分病原体是植物物种特异性的。这表示病原体可在某些植物物种中诱导疾病，但不在其他植物物种中诱导疾病(Heath (2002) Can.J.PlantPathol.24:259-264)。某些植物物种中对病原体的抗性称为非宿主抗性。非宿主抗性提供对植物病原体的强力、广泛和永久的防护。提供非宿主抗性的基因在非宿主植物中提供对某些疾病的强力、广泛和永久的防护的机会。特别地，此类抗性对病原体的不同株系起作用。在识别潜在病原体后不久，植物立即开始触发防御反应。在绝大部分情况下，通过所谓的PAMP受体感受病原体的存在，这是一类识别保守的病原体相关分子(例如，鞭毛蛋白或几丁质)的跨膜受体样激酶。PAMP受体的下游一植物激素水杨酸(SA)、茉莉酮酸酯(JA)和乙烯(ET)在调控不同的防御反应中发挥关键的作用。根据不同植物激素的比例，宿主细胞触发不同的防御反应。一般而言，SA依赖性防御与对活体营养性病原的抗性相关,而JA/ET依赖性防御反应则是抗坏色营养性(necrotrophic)病原体(和昆虫)活性的。在大部分植物病原体相互作用中，ET表现出与JA协同作用，拮抗SA的“活体营养性”防御。例如，普遍已知的JA标志物蛋白PDF1.2需要同时激活ET和JA使其在抗坏色营养性病原体的防御过程中被上调。与JA/ET通路对抗坏色营养性病原体的抗性的关键性参与是由下述事实所确证的:参与ET信号传递的重要蛋白——ERFl的过表达(参见图1)导致增强的抗坏色营养性真菌灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和黄 Plectosphaerella cucumerina 的抗性(Berrocal-Lobo 等人，2002, Plant Journal29:23-32 ；Berrocal-Lobo 和 Molina2004, MPMI17:763ff)。另一方面，通过过表达 ERFl 诱发ET信号传递通路，增加了拟南芥属对活体营养性病原体丁香假单胞菌(Pseudomonassyringae)的易感性(Berrocal-Lobo 等人，2002, Plant Journal29:23-32),证明了 JA/ET与SA通路负相互作用，从而根据攻击的病原体平衡防御反应性质使植物能够调整其防御应答的假设模型。因此，一般认为ET信号传递通路的诱发导致了对坏色营养性真菌的抗性增加，同时对活体营养性病原体的易感性增加。真菌分布于全世界。到目前为止，已知约100000种不同的真菌种类。锈菌非常重要。它们可具有复杂的发育周期，具有多达5个不同孢子阶段(不动精子、锈孢子、夏孢子、冬孢子和担孢子)。在病原真菌感染植物的过程中，通常观察到不同的阶段。在植物病原性真菌和其潜在宿主植物之间的相互作用的第一阶段对于真菌的植物建群是决定性的。在感染的第一阶段，孢子附着于植物表面，发芽，真菌穿透植物。真菌可通过已有的入口例如气孔、皮孔、排水器和伤口穿透植物，或者它们由于机械力的作用以及在细胞壁消化酶的帮助下，直接穿透植物表皮。为了穿透植物，发育了特异性的感染结构。大豆锈菌豆薯层锈菌(Phakopsora pachyrhizi)直接穿透植物表皮。在穿过表皮细胞后,真菌到达叶肉的细胞内空间，在此真菌开始在叶中扩散。为获得营养物，真菌穿透叶肉细胞并在叶肉细胞内发育出吸器。在穿透过程中，被穿透的叶肉细胞的质膜保持完整。因此大豆锈菌与大豆建立活体营养型相互作用。大豆锈病最近已变得日益重要。此疾病可由活体营养性锈菌豆薯层锈菌(Phakopsora pachyrhizi (Sydow)和山马蟥层镑菌(Phakopsora meibomiae (Arthur)导致。它们属于担子菌纲，锈菌目，层锈菌科。两种锈菌都感染多种豆类宿主植物。豆薯层锈菌也称为亚洲锈菌， 是对大豆(Glycine max)更具有侵略性的病原体，因此,至少目前,它对农业很重要。豆薯层锈菌可见于世界上几乎全部热带和亚热带大豆种植区域。豆薯层锈菌能在自然条件下感染来自17个科的31种豆类植物，还能在受控制的条件下在另外60种上生长(Sinclair 等人(编)，Proceedings of the rust workshop (1995), NationalSoyaResearch Laboratory, Publication N0.1 (1996) ；Rytter J.L.等人，Plant Dis.87,818(1984))。山马蟥层锈菌(P.meibomiae)已见于加勒比海盆地区和波多黎各，尚未造成实质性破坏。豆薯层锈菌目前只能用杀真菌剂的方法在田地中控制。没有对隔离群的全部谱有抗性的大豆植物。在寻找抗性植物时，发现了 4个介导大豆对豆薯层锈菌抗性的显性基因Rppl-4。抗性迅速丢失，因为豆薯层锈菌发展出新的病毒性宗族。最近几年中，真菌病例如大豆锈病作为病害在农业生产中的重要性增加了。因此现有技术中存在开发控制真菌和提供真菌抗性植物的方法的需求。对感染植物表皮层的白粉菌和霜霉菌进行了大量研究。然而，对付感染叶肉的大豆本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于增加植物和/或植物细胞中的Phacosporacea抗性的方法，其中相比野生型植物和/或植物细胞，乙烯信号传递通路被诱发。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.27 EP 11171484.6;2011.06.27 US 61/5012741.用于增加植物和/或植物细胞中的Phacosporacea抗性的方法，其中相比野生型植物和/或植物细胞，乙烯信号传递通路被诱发。2.根据权利要求1的方法，其中乙烯信号传递通路是通过增强Pti4、Pti5、ERFl和/或ERF2蛋白的表达而诱发的。3.根据权利要求2的方法，其中Pti4、Pti5、ERFl和/或ERF2蛋白是由 (i)与任意SEQ ID N0.1、3、5或7具有至少60 %同一性的重组核酸、其功能片段和/或能够在严谨条件下与这类核酸杂交的重组核酸，和/或由 (?)编码与任意SEQ ID N0.2、4、6或8具有至少60%同一性的蛋白质、其功能片段、其直向同源物和/或旁系同源物的重组核酸， 编码的。4.根据权利要求1至3的任一项的方法，其包括: (a)用表达盒稳定转化植物细胞，所述表达盒包含与启动子功能性连接的: (i)与任意SEQID N0.1、3、5或7具有至少60%同一性的重组核酸、和/或其功能片段和/或能够在严谨条件下与这类核酸杂交的重组核酸，和/或 (?)编码与任意SEQ ID N0.2、4、6或8具有至少60%同一性的蛋白质、其功能片段、其直向同源物和/或旁系同源物的重组核酸； (b)从植物细胞再生植物；和 (c)以足以在所述植物中生成或增加大豆锈菌抗性的量和时间，表达所述编码Pti4、Pti5、ERFl和/或ERF2蛋白的重组核酸。5.重组载体构建体，其包含: (a)(i)与任意SEQ ID N0.1、3、5或7具有至少60%同一性的重组核酸、其功能片段和/或能够在严谨条件下与这类核酸杂交的核酸，和/或 (?)编码与任意SEQ ID N0.2、4、6或8具有至少60%同一性的蛋白质、其功能片段、其直向同源物和/或旁系同源物的重组核酸； 有效连接至 (b)启动子，和 (c)转录终止序列。6.根据权利要求1的方法，其中乙烯信号传递通路是通过抑制CTRUEBF1和/或EBF2蛋白的表达诱发的。7.权利要求6的方法，其中CTRUEBF1和/或EBF2蛋白是由 ⑴与任意SEQ ID N0.9、11、13、15、17、19、21或23具有至少60%同一性的重组核酸、其功能片段，和/或能够在严谨条件下与这类核酸杂交的重组核酸，和/或由 (ii)编码与任意SEQID N0.10、12、14、16、18、20、22或24具有至少60%同一性的蛋白质、其功能片段，其直向同源物和/或旁系同源物的重组核酸， 编码的。8.权利要求6或7的方法， 其包含 a)提供包含与靶CTRUEBF1和/或EBF2基因的至少19个连续的核苷酸基本相同和/或基本互补的靶核酸的重组核酸， b)将所述重组核酸导入植物和/或其部分中。9.权利要求8的方法，其中一旦表达重组核酸，所述重组核酸能够在植物、其部分中提供dsRNA和/或siRNA和/或miRNA，其中dsRNA和/或siRNA和/或miRNA的至少19个连续的核苷酸与靶CTRl、EBFl和/或EBF2基因基本互补。10.权利要求6至9的任一项的方法，其中所述重组核酸包含 在植物细胞中有功能的启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·舒尔塞斯，
申请(专利权)人：巴斯夫植物科学有限公司，
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