[发明专利]来自Solanum chacoense的功能性R-基因的克隆和开发

说明书

技术领域

本发明涉及一种从S.chacoense分离出的抗性基因。此外，本发明涉及所述抗性基因在例如克隆功能同源物中的用途、及所述抗性基因在增加或赋予植物对卵菌感染至少部分抗性的方法中的用途。更具体地，本发明提供了一种抗性基因，所述抗性基因能够通过基因工程技术或通过标记物辅助育种(marker assisted breeding)技术增加或赋予对疫霉属(Phytophthora sp.)菌(例如马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans))的至少部分抗性。

背景技术

由卵菌马铃薯晚疫病菌造成的晚疫病是世界上马铃薯生产中的最严重疾病之一，也是二十世纪中期白马铃薯饥荒的原因，曾导致100万人死亡。业内已经耗费大量工作来控制病原体，其中对马铃薯晚疫病菌的化学控制仍然是主要的作物管理策略。但是由于环境安全性正在变得更加重要，而且所述病原体有时能够对杀菌剂处理产生抗性，因此，将抗性导入现代马铃薯品种中是控制该疾病最持久的策略。

上个世纪，曾广泛地使用矮茄(Solanum demissum)(六倍体墨西哥种)培育马铃薯晚疫病抗性品种。最初，描述了源自矮茄的一系列11个R基因。其中，已将R1、R2、R3a/b、R6和R7定位于马铃薯(Solanum tuberosum)的基因图谱中。但是，这些R基因赋予致病变-特异性(pathovar-specific)抗性，渗入马铃薯品种的基因主要是R1、R2、R3、R4和R10，但所述病原体会迅速战胜这些基因。因此，需要新的抗性来源来解决这些问题。目前，已经报道有几种其它的野生茄属(Solanum)品种可成为抗性的潜在来源，其中许多品种已经进行了基因表征(表6)。

近来，鉴别晚疫病抗性的工作已经聚焦于源自不同的野生茄属品种且赋予广谱抗性的主要的R基因上。除了Solanum demissum以外，已经报道了作为晚疫病抗性新来源的其它野生茄属品种，诸如无茎薯(S.acaule)、S.chacoense、S.berthaultii、S.brevidens、S.bulbocastanum、S.microdontum、S.sparsipilum、S.spegazzinii、S.stoloniferum、S.sucrense、S.toralapanum、S.vernei和S.verrucosum(综述(Jansky，2000))。

S.chacoense是来自南美洲的一个自交不亲和二倍体种，被视为是晚疫病抗性的一个来源。Petota组的最新分类学重排揭示了S.chacoense与如S.berthaultii和S.tarijense等品种的关系。已经使用多种分离菌对几个登录号S.chacoense(CHC543-1)、S.berthaultii(BER481-3、BER94-2031)和S.tarijense(TAR852-5)(表5)的植物进行了离体叶片试验(DLA)，并使用分离菌IPO-C对所述植物进行了重复的田间试验。在所有试验中，CHC543-5、BER94-2031、BER481-3和TAR852-2均不受影响，这突出了表达的R基因与抗性育种之间的关系。

第三种方法是分子克隆抗性相关基因，并随后将该基因导入马铃薯品种中，这样可避免出现前面两种策略所遇到的许多问题。

迄今为止，已经克隆了多个晚疫病R-基因，如位于第8染色体上等位基因RB和Rpi-blb1、位于第6染色体上的Rpi-blb2(表6)。近来，也已经分离了Rpi-blb3抗性基因(WO2008/091153)。尽管用RB和Rpi-blb1、Rpi-blb2和Rpi-blb3得到的初步结果是有希望的，但仍需要更多的R-基因。

发明内容