[发明专利]用于控制植物寄生性线虫类的靶基因及其用途

说明书

优先权要求

本申请要求2010年9月13日提交的美国临时专利申请流水号61/382,347，关于“TARGET GENES FOR CONTROL OF PLANT PARASITIC NEMATODES AND USE OF SAME”的提交日权益。

发明领域

一般而言，本发明涉及由植物寄生性线虫类引起的植物疾病的遗传控制。更具体而言，本发明涉及鉴定编码和非编码靶序列，及使用重组DNA技术在植物寄生性线虫细胞中在转录后阻抑或抑制编码和非编码靶序列的表达以提供植物保护效果。

发明背景

植物易受多种潜在的致病因子(disease causing agent)，包括植物寄生性线虫类侵袭，所述植物寄生性线虫类是在潮湿表面上或液体环境(包括土壤内的水膜层和其它生物体内的湿润组织)中生存的活动的、柔性的、伸展的生物体。存在着大量植物寄生性线虫物种，包括各种孢囊线虫类(例如异皮线虫属(Heterodera)物种、球孢囊线虫属(Globodera)物种)、根结线虫类(例如根结线虫属(Meloidogyne)物种)、根损伤线虫类(例如短体线虫属(Pratylenchus)物种)、剑线虫类(例如剑线虫属(Xiphinema)物种)及茎和鳞茎线虫类(例如双垫刃属(Ditylenchus)物种)，等等。垫刃(Tylenchid)线虫(垫刃目(Tylenchida)的成员，该垫刃目包括异皮科(Heteroderidae)、根结科(Meloidogynidae)、和短体科(Pratylenchidae))是最大的且在经济上最重要的植物寄生性线虫组。其它重要的植物寄生性线虫类包括矛线(Dorylaimid)线虫类(例如，剑线虫属物种)，等等。线虫物种经过一系列生命周期阶段和蜕皮生长。

通常，存在着5个阶段和4次蜕皮：卵期；J1(即第一幼年期)；M1(即第一次蜕皮)；J2(第二幼年期；有时为从卵孵化)；M2；J3；M3；J4；M4；A(成虫)。幼年(“J”)期有时又称为幼虫(“L”)期。基因表达对于一个或多个生命周期阶段而言可以是特异性的。

一些线虫物种已经进化为非常成功的植物和动物两者的寄生物，而且造成农业和家畜的大量经济损失以及造成人类发病率和死亡率。植物的线虫寄生物可以占据植物的所有部分，包括根、发育中的花芽、叶、块茎和茎。植物寄生物基于其取食习性分成宽种类，诸如迁移性外寄生物、迁移性内寄生物、半内寄生物和固着内寄生物。固着内寄生物(其包括根结线虫类(根结线虫属物种)和孢囊线虫类(例如球孢囊线虫属物种和异皮线虫属物种))感应进食位置(分别为“巨细胞”和“合胞体”)，并且在根内建立长期感染，其对于作物经常是非常有损害的。半内寄生物(例如，肾状线虫属(Rotylenchulus)物种)也感应长期进食位置，而迁移性内寄生物(例如，短体线虫属物种)以不同细胞为食，因为它们遍及植物组织移动，经常引起根褐色损伤。

已经提供了用于控制线虫类侵袭的方法和药剂。例如，通常对存在植物寄生性线虫类的土壤应用化学组合物诸如杀线虫剂。然而，需要安全且有效的线虫控制。化学药剂经常不是选择性的，并且对非靶生物体施加其效果，由此在应用该药剂后的一段时间破坏有益微生物群体。化学药剂可以在环境中持续存在，并且经缓慢代谢。杀线虫土壤烟熏剂(例如，氯化苦(chloropicrin)和甲基溴)是高度毒性的，导致美国和其它管辖区域不更新这些中一些化合物的使用登记。这些药剂还可以在地下水位或食物链中积累。这些药剂也可以起诱变剂和/或致癌物作用以引起不可逆的且有害的遗传修饰。

用于线虫控制的备选方法，诸如遗传方法得到越来越多地研究。例如，生物体秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)，即一种食细菌线虫是最广泛研究的线虫遗传模型。公共和私营数据库持有关于其遗传学和发育的大量信息，但是将此信息实际应用于植物寄生性线虫类的控制仍然是一项挑战。先前不切实际的是，在与秀丽隐杆线虫不同的线虫类，诸如植物寄生性线虫类中常规鉴定大量靶基因，供后续功能分析(例如，通过RNAi分析进行)。如此，需要鉴定阻抑其表达导致对线虫侵袭的控制的靶基因的改善方法。