[发明专利]病毒抗性植物及其制备方法

说明书

本发明的目的是提供黄瓜花叶病毒(CMV)抗性茄科植物。本发明提供具有突变型eIF4E基因的CMV抗性茄科植物，所述突变型基因编码对CMV无功能的eIF4E蛋白。本发明还提供CMV抗性植物的制备方法，所述方法包括使茄科植物的eIF4E基因突变的步骤，所述突变为成为编码对CMV无功能的eIF4E蛋白的突变型eIF4E基因的突变。

技术领域

本发明涉及植物病毒抗性植物，尤其涉及茄科的黄瓜花叶病毒(CMV)抗性植物。本发明还涉及这样的病毒抗性植物的制备方法。

背景技术

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus，下称CMV)是一种在番茄(Solanumlycopersicum)等茄科作物或黄瓜(Cucumis sativas L.)等多种作物中引发严重疾病的植物病毒。CMV主要由蚜虫传播，感染1000种以上的植物、作物，使全世界温带、亚热带和热带地区的重要农作物遭受经济损失。该病毒一旦感染作物，在感染部位增殖后，通过维管束尤其是筛管扩散到全株，引起花叶、黄化、蕨叶(fernleaf)、矮化、坏疽等症状，果实、叶的品质和产量降低。例如，有报道称，1987年，在意大利、西班牙的番茄主要产地突然发生CMV，已坐果的番茄果实几乎全部受害，陷入毁灭性状况。还有在印度尼西亚和韩国辣椒、菜椒也严重受害于CMV的报道。此外，日本也存在防治疏忽而发病的情况。

对于这样感染多种作物、导致经济损失的CMV的感染，保护植物抵挡其的技术却不多见。杀菌剂等对绝大部分的植物病毒无效。此外，作为对包括CMV在内的多种常见植物病毒的防治方法，可举出用防虫网等阻挡蚜虫这类媒介昆虫侵入的方法、用农药等杀虫的方法，但却难以完全防治病毒病。

宿主基因也与植物病毒的感染有关，不仅有遗传学上显性的病毒抗性(自烟草分离的、阻止烟草花叶病毒感染扩大的N基因等)，而且也发现了隐性遗传的病毒抗性。作为该现象的代表，可举出马铃薯Y病毒(Potyvirus)科的病毒及作为与其对应的抗性基因的eIF4E家族(eIF4E、eIF(iso)4E等)之间的关系。马铃薯Y病毒科的病毒非常多，分化并存在有感染各种植物的马铃薯Y病毒。而且，eIF4E是一种真核翻译起始因子(eukaryotictranslation initiation factor)，是宿主的翻译起始因子。例如，马铃薯Y病毒科的芫菁花叶病毒(Turnip mosaic virus)为了翻译用于自身复制的RNA依赖性RNA聚合酶等各种病毒蛋白质，要使病毒RNA与植物脂质体结合，其以此为目的而利用宿主植物的翻译起始因子。此外，还已知eIF4E还是病毒复制和细胞间移动所必需的。因此，该宿主翻译基因的缺陷可以赋予病毒抗性。

此前显示，在模式植物拟南芥、茄科的烟草属、番茄、辣椒等中，通过实际地突变eIF4E家族基因，获得了对马铃薯Y病毒科病毒的抗性(非专利文献1和2等)。但是，关于对CMV的抗性，仅限于在拟南芥中确认到，在包括番茄在内的其他植物中尚未发现。特别地，非专利文献1虽然涉及番茄中的马铃薯Y病毒感染和eIF4E1及eIF4E2的敲低，但其中记载：在eIF4E或eIF(iso)4E被沉默的转基因株中，CMV等马铃薯Y病毒科以外的病毒感染并未变弱，因此认为病毒感染循环中eIF4E的参与仅限于马铃薯Y病毒科(非专利文献1，第4页左栏12～15行等)。而且，还报道了在向黄瓜导入使eIF4E的功能完全丧失的突变时，虽然赋予了针对CVYV(黄瓜黄脉病毒，cucumber vein yellow virus)、ZYMV(小西葫芦黄化花叶病毒，Zucchini yellow mosaic virus)、PRSV(木瓜环斑花叶病毒，Papaya ring spot mosaicvirus)的抗性，但并未赋予对CMV的抗性(非专利文献3，尤其是表2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Mazier等，(2011)PLOS ONE 6:e29595

非专利文献2：Sato等，(2005)FEBS Lett.579(5):1167-1171.