[发明专利]抗病植物

说明书

技术领域

本发明涉及其基因组中整合有编码NRC1蛋白(I型HR相关的细 胞死亡必需的NB-LRR(NB-LRR Required for HR-as sociated CellDeath 1))的基因的转基因植物和植物细胞，以及制备这样的植物和细胞的 方法。具体地说，提供了具有增强抗病性的茄科植物和植物部分(种 子、果实、叶等)。除了本发明的分离的NRC1蛋白本身以外，还提供 了编码该NRC1蛋白的分离的核酸分子、含有这些核酸分子的载体。此 外，提供了在内源性NRC1等位基因中包含一个或多个突变的植物细胞 和植物，由此所述一个或多个突变赋予所述植物和植物细胞增强的抗 病性。

背景技术

在由抗性基因介导的对病原体无毒性因子的识别时所触发的植物 主动防御遵循基因-对-基因模型(gene-for-gene model)(Dang1and Jones，2001，Na ture411，826-833)。迄今为止，已经克隆了多个植 物抗性基因(R基因)，并且基于这些基因编码的蛋白的结构将它们分 成多个组(Hammond-Kosack and Jones，1997，Annu.Rev.Plant Phys iol. Plant Molec.Biol.48，575-607)。大多数的R基因编码细胞质NB-LRR 蛋白，该蛋白包含一个核苷酸结合位点(NB)和富含亮氨酸的重复单元 (LRR)。该组由编码以下两类蛋白的基因组成：含卷曲螺旋结构域的 CC-NB-LRR蛋白，以及具有类似于哺乳动物Toll和白细胞介素(IL)受 体的结构域的蛋白——即所谓的TIR-NB-LRR蛋白(Hammond-Kosack and Jones，1997，见上文)。

为了获得持久的抗性而将这些特异性抗性基因用于育种程序中是 有问题的，这是因为病原体可通过其无毒性因子的突变轻易地绕过识 别，从而不会诱导主动防御(Westerink et al.，2004，Mol.Microbiol. 54，533-545)。抗性蛋白(R蛋白)的相似性表明存在共同的抗性通路 (Shirasu and Schulze-Lefert，2000，Plant Mol.Biol.44， 371-385)。因此，对抗性所需的其他基因的鉴定不仅可提供关于这些 信号通路如何发挥功能的信息，而且还有可能使得我们能够鉴定在抗 性中发挥更普遍作用的基因。例如，本生烟草(Nicotiana benthamiana) 中的病毒诱发的基因沉默(VIGS)表明，SGT1参与多个防御通路—— 例如N介导的、Rx介导的和Pto介导的HR和抗性，以及Cf-4介导的和 Cf-9介导的HR(Peart et al.，2002，Proc.Natl.Acad.Sci.USA99， 10865-10869；Zhang et al.，2004，Plant J.40，213-224)。SGT1是 SKP1的相互作用子，后者是参与蛋白泛素化的SCF E3连接酶复合体的 一个组件，蛋白泛素化是一种将蛋白靶向降解的修饰(Schwechheimer and Schwager，2004，Plant Cell Reports 23，353-364)。有这样的 猜测，即将该蛋白降解系统的必需基因沉默会阻碍泛素化过程，从而抑 制负调节蛋白的降解——这是防御激活所需要的(Azevedo et al.，2002， Science295，2073-2076)。