Gen de resistencia y usos del mismo.

Polinucleótido aislado que codifica un polipéptido que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 1 o un fragmento o una variante del mismo

, en el que el fragmento o la variante confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae, y en el que el fragmento comprende:

a) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud,

b) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 5 a lo largo de toda su longitud,

c) la secuencia de SEQ ID NO: 6, o

d) la secuencia de SEQ ID NO: 5,

y en el que la variante comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 1 a lo largo de toda su longitud.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NZ2008/000284.

Solicitante: THE NEW ZEALAND INSTITUTE FOR PLANT AND FOOD RESEARCH LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Nueva Zelanda.

Dirección: MT ALBERT RESEARCH CENTRE 120 MT ALBERT ROAD MT ALBERT, AUCKLAND NUEVA ZELANDA.

Inventor/es: RIKKERINK,HENDRIKUS ANTONIUS, HILARIO-ANDRADE,ELENA MARIA, DARE,ANDREW PATRICK, GARDINER,SUSAN ELIZABETH, YOON,MINSOO, BUS,VINCENT GERARDUS MARIA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > A01H1/00 (Procedimientos de modificación de los genotipos (A01H 4/00 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Técnicas de mutación o de ingeniería genética;... > C12N15/82 (para células vegetales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PEPTIDOS (péptidos que contienen β -anillos lactamas... > Péptidos con más de 20 aminoácidos; Gastrinas;... > C07K14/415 (de vegetales)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > Plantas con flores, es decir, angiospermas > A01H5/08 (Frutos)

PDF original: ES-2524065_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Gen de resistencia y usos del mismo

Campo técnico La presente invención se encuentra en el campo de genes de resistencia a enfermedades de plantas

Técnica anterior

El desarrollo de variedades de manzano (Malus x domestica) que portan resistencia natural contra los patógenos y las plagas principales es un componente crucial de cualquier estrategia de mejora genética satisfactoria. Las dos enfermedades fúngicas más significativas del manzano son la sarna del manzano y el oídio. El oídio (provocado por Podosphaera leucotricha) es un problema particularmente grave en zonas de crecimiento de manzanos relativamente secas pero es prevalente en todas las regiones de crecimiento.

Se han identificado varias fuentes de resistencia al oídio en manzanos no comerciales y está en curso la mejora genética para incorporar estas resistencias en nuevas variedades comerciales usando diversas estrategias [11, 13, 26, 27].

En particular se han usado dos fuentes de resistencia en varios programas de cultivo diferentes. Estas fuentes de resistencia al oídio son: 1. Una plántula con polinización libre de Malus zumi (MAL68/5) que porta el locus de resistencia Pl2, y 2. Una plántula con polinización libre de Malus robusta (MAL59/9) que porta el locus de resistencia Pl1. El análisis genético de estas fuentes ha indicado que en algunos trasfondos genéticos al menos estos loci parecen segregar como un único locus dominante principal para resistencia [10, 24, 29]. Otros loci de resistencia al oídio que se han caracterizado genéticamente incluyen PlMIS [8], Pld [40], Pl8 [25] y Plw [15]. No se ha aislado ninguno de estos genes responsables de estas resistencias.

Hasta la fecha, se han clonado aproximadamente 70 genes de resistencia a partir de al menos 14 especies de plantas diferentes que confieren resistencia a diversas enfermedades [28]. Las proteínas codificadas se han agrupado en clases basándose en varios dominios característicos.

La primera clase consiste en genes que codifican para proteínas con características de serina/treonina (S/T) cinasas. Esta clase incluye el primer gen de resistencia a enfermedades de plantas clonado, Pto de tomate [29]. Esta clase también incluye dos parientes cercanos del gen Pto, los genes LhirPto [33] y Fen [30, 34], y el gen Rpg1 [4].

La segunda clase de genes de resistencia consiste en los que codifican para proteínas que contienen un sitio de unión a nucleótidos (NBS) central y una repetición rica en leucina (LRR) carboxilo-terminal. Los primeros de estos genes que se clonaron fueron los genes RPS2 de Arabidopsis thaliana [2] y N de Nicotiana tabacum [41]. El gen N representa el primer miembro de una subclase con dominios de receptor similar a Toll-interleucina-1 en el extremo amino-terminal. El gen RPS2 representa el primer miembro de la subclase CC-NBS-LLR con cremalleras de leucina o motivos de superhélice (CC) en el extremo amino-terminal. Esta subclase se denomina también en ocasiones no TIR.

Una tercera clase principal de genes de resistencia, la clase xLRR, consiste en los que codifican para proteínas compuestas casi en su totalidad por repeticiones ricas en leucina (LRR) que se prevé que residen en un entorno extracelular basándose en su secuencia de aminoácidos [21]. El gen Cf-9 [22] fue el primer gen clonado en esta clase. La mayoría de los genes en esta clase se han clonado a partir de tomate (genes Cf) y confieren resistencia contra el moho de las hojas Cladosporium fulvum. El gen Vf del manzano confiere resistencia a la sarna del manzano y pertenece a la clase xLRR de genes de resistencia [1].

Una cuarta clase de genes de resistencia consiste en los que codifican para proteínas con un dominio de serina/treonina proteína cinasa amino-terminal con homología con el gen Pto, un dominio LRR carboxilo-terminal con homología con los genes Cf y una región transmembrana supuesta central [38]. Estos genes tienen todas las características de una cinasa receptora transmembrana. Las cinasas receptoras están implicadas a menudo en la señalización mediada por ligando de mamíferos (por ejemplo receptores hormonales) actuando la proteína cinasa como el dominio de señalización dentro de la célula y confiriendo el LRR especificidad en el entorno extracelular [3]. El gen Xa21 del arroz es un miembro de esta clase.

Recientemente se ha clonado un pequeño número de otros genes de resistencia a enfermedades que no se ajustan Pro-l

exactamente en una de estas cuatro clases. Estos incluyen el gen mlo [5] de la cebada, el gen Hsl[6] de la remolacha y los genes Ve [23] del tomate. El gen mlo tiene una supuesta estructura transmembrana de 7 y no Pro-l

comparte dominios con otros genes de resistencia clonados mientras que el gen Hslcontiene LRR y el gen Ve contiene LRR, secuencias PEST, cremalleras de leucina y posibles señales para la endocitosis mediada por receptor.

La resistencia al oídio en el manzano está sujeta a heterogeneidad a niveles fenotípico, y posiblemente también genético. Normalmente, la progenie resistente no puede identificarse de manera fiable basándose en fenotipos en vivero [20] o usando el desarrollo de síntomas (macroscópicos) sobre el terreno. Debido a esto, en ocasiones no se clasifica la resistencia hasta que las plantas han madurado en la huerta a lo largo de varios años [10]. Esto hace el examen de la resistencia contra este importante patógeno del manzano mediante medios tradicionales especialmente difícil y lleva mucho tiempo.

La clonación de un gen para la resistencia contra el oídio constituiría un avance significativo y tendría varias ventajas 10 con respecto a las vías de mejora genética tradicionales para obtener resistencia.

Por tanto, un objetivo de la invención es proporcionar composiciones y métodos útiles para conferir resistencia al oídio en plantas y/o al menos proporcionar al público una elección útil para este fin.

Sumario de la invención En el primer aspecto, la invención proporciona un polinucleótido aislado tal como se describe en las reivindicaciones, que codifica para un polipéptido que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 1 o un fragmento o una variante del mismo, en el que el fragmento o la variante confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae.

El polipéptido o la variante pueden tener una secuencia característica de una proteína de resistencia a enfermedades de la clase no TIR, o más preferiblemente una secuencia característica de una proteína de resistencia a enfermedades de la clase CC-NBS-LRR.

Preferiblemente, el fragmento comprende secuencias características de un dominio de superhélice (CC) y un dominio de sitio de unión a nucleótidos (NBS) de una proteína de resistencia a enfermedades de la clase no TIR. Más preferiblemente, el fragmento comprende secuencias características de un dominio de superhélice (CC) y un dominio de sitio de unión a nucleótidos (NBS) de una proteína de resistencia a enfermedades de la clase CC-NBS-LRR.

Preferiblemente, el dominio CC está en el extremo N-terminal del polipéptido en relación con el dominio NBS.

En una realización, el fragmento comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud.

En una realización adicional, el fragmento comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 5 a lo largo de toda su longitud.

En una realización adicional, el fragmento comprende la secuencia de SEQ ID NO: 6.

En una realización adicional, el fragmento comprende la secuencia de SEQ ID NO: 5.

En una realización adicional, la variante comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Polinucleótido aislado que codifica un polipéptido que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 1 o un fragmento o una variante del mismo, en el que el fragmento o la variante confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae, y en el que el fragmento comprende: a) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud,

b) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 5 a lo largo de toda su longitud, c) la secuencia de SEQ ID NO: 6, o

d) la secuencia de SEQ ID NO: 5, y en el que la variante comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 1 a lo largo de toda su longitud.

2. Polinucleótido aislado según la reivindicación 1, que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 3 o un fragmento o una variante del mismo, en el que el fragmento o la variante codifica para un polipéptido que confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae, y en el que el fragmento comprende:

a) una secuencia con una identidad de secuencia de al menos el 70% con respecto a SEQ ID NO: 8 a lo largo de toda su longitud, b) una secuencia con una identidad de secuencia de al menos el 70% con respecto a SEQ ID NO: 7 a lo largo de toda su longitud,

c) la secuencia de SEQ ID NO: 8, o d) la secuencia de SEQ ID NO: 7, y en el que la variante comprende: e) una secuencia con una identidad de secuencia de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 3

a lo largo de toda su longitud, o

f) una secuencia con una identidad de secuencia de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 2 a lo largo de toda su longitud. 3. Polipéptido aislado codificado por el polinucleótido según la reivindicación 1, que comprende la secuencia de

aminoácidos de SEQ ID NO: 1, o un fragmento o una variante del mismo, en el que el fragmento o la variante

confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae, y en el que el fragmento comprende: a) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud,

b) una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 5 a lo largo de toda su longitud, c) la secuencia de SEQ ID NO: 6, o

d) la secuencia de SEQ ID NO: 5, y en el que la variante comprende una secuencia con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 1 a lo largo de toda su longitud.

4. Polinucleótido aislado según la reivindicación 1, que codifica para un polipéptido que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 6 o una variante del mismo con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud, en el que la variante confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae.

5. Polinucleótido aislado según la reivindicación 4, que comprende la secuencia de SEQ ID NO: 8 o una variante del mismo con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 8 a lo largo de toda su longitud, en el que la variante codifica para un polipéptido que confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae.

6. Polipéptido aislado codificado por el polinucleótido según la reivindicación 4, que comprende la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 6, o una variante del mismo con una identidad de al menos el 70% con respecto a la secuencia de SEQ ID NO: 6 a lo largo de toda su longitud, en el que la variante confiere resistencia al oídio en una planta de Rosaceae.

7. Constructo genético que comprende un polinucleótido aislado según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5.

8. Célula huésped transgénica para, o transformada para comprender, el constructo según la reivindicación 7.

9. Célula vegetal transgénica para, o transformada para comprender, el constructo según la reivindicación 7.

10. Célula vegetal transgénica o transformada modificada genéticamente para expresar un polinucleótido según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5, o un polipéptido según las reivindicaciones 3 y 6.

11. Planta transgénica o transformada que comprende una célula vegetal según la reivindicación 9 ó 10.

12. Planta transgénica o transformada según la reivindicación 11, que tiene resistencia al oídio aumentada.

13. Método para producir una célula vegetal o una planta transgénica o transformada con resistencia al oídio aumentada, comprendiendo el método la transformación de una célula vegetal o una planta con el polinucleótido según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 ó 5.

14. Parte, propágulo o progenie de la planta transgénica o transformada según la reivindicación 11 ó 12, en la que la planta, parte, propágulo o progenie transgénica o transformada, se modifica genéticamente para incluir un polinucleótido según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5, o un polipéptido según las reivindicaciones 3 ó 6.

15. Anticuerpo producido frente a un polipéptido según las reivindicaciones 3 ó 6, en el que el anticuerpo es específico para el polipéptido.