Genes de resistencia.

Una planta transgénica que tiene integrado en su genoma un polinucleótido exógeno que codifica un polipéptido de resistencia a patógenos en plantas adultas, en donde la planta tiene resistencia potenciada a un patógeno vegetal en comparación con una planta isogénica que carece del polinucleótido exógeno, y en la que

(i) el polipéptido comprende aminoácidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 1, o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 1, y/o

(ii) el polinucleótido comprende nucleótidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 2 o una secuencia que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 2

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU2009/001090.

Solicitante: COMMONWEALTH SCIENTIFIC AND INDUSTRIAL RESEARCH ORGANISATION.

Nacionalidad solicitante: Australia.

Dirección: Limestone Avenue Campbell, Australian Capital Territory 2612 AUSTRALIA.

Inventor/es: LAGUDAH,EVANS, SPIELMEYER,WOLFGANG, KELLER,BEAT, KRATTINGER,SIMON.

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;... > A01H5/00 (Plantas con flores, es decir, angiospermas)
  • 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 > AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS;... > Compuestos que contienen al menos dos unidades mononucleótido... > C07H21/04 (con desoxirribosilo como radical sacárido)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Técnicas de mutación o de ingeniería genética;... > C12N15/29 (Genes que codifican proteínas vegetales, p. ej. taumatina)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PEPTIDOS (péptidos que contienen β -anillos lactamas... > Péptidos con más de 20 aminoácidos; Gastrinas;... > C07K14/415 (de vegetales)

PDF original: ES-2486665_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Genes de resistencia Campo de la invención La presente invención se refiere a polinucleótidos que codifican proteínas de resistencia a patógenos en plantas adultas. También se proporcionan plantas transgénicas que expresan estos polinucleótidos para potenciar la resistencia de las plantas a patógenos.

Antecedentes de la invención Se han identificado numerosos genes que confieren resistencia a patógenos y se han usado en fitología. Sin embargo, la resistencia a patógenos de un único gen en plantas a menudo llega a ser ineficaz debido a la emergencia de nuevas razas virulentas del agente patógeno. En contraste, la resistencia duradera a enfermedades en plantas se cree que está generalmente controlada por múltiples genes.

El locus de rasgo cuantitativo del trigo (Triticum aestivum) , Lr34, proporciona resistencia duradera a plantas adultas a los hongos biotróficos que causan las enfermedades de la roya, roya amarilla, roya del tallo y mildiú polvoroso 20 (Dyck, 1977 y 1987; German y Kolmer, 1992; Bossolini et al. 2006; Spielmeyer et al. 2008) . Esto sucede a pesar de la limitación que no es eficaz en la fase de plántula en condiciones de campo normales. Las variedades de cultivo con el locus de resistencia Lr34 tales como Frontana han tenido resistencia duradera eficaz al hongo de la roya Puccinia triticina Eriks (Dyck et al., 1966; Singh y Rajaram, 1994) . Hasta la fecha, no se han detectados aislados de P. triticina con virulencia completa a Lr34 (Kolmer et al., 2003) .

La resistencia Lr34 ha permanecido genéticamente inseparable de Yr18 que confiere resistencia a roya amarilla (P. striiformis) (Singh, 1992a; McIntosh, 1992) . Se ha documentado la co-segregación de Lr34/Yr18 con otros rasgos tales como la necrosis terminal de las hojas (Lnt) , mildiú polvoroso (recientemente designado Pm38) , tolerancia al virus de la enana amarilla de la cebada (Bdv) y la septoriosis (Bipolaris sorokiniana) (Singh, 1992a, b; McIntosh,

1992; Joshi et al., 2004; Spielmeyer et al., 2005; Liang et al., 2006) . Estos rasgos de resistencia múltiples patógenos han hecho del locus Lr34/Yr18 una de las regiones génicas más valiosas para el cultivo con resistencia a enfermedades en trigo.

Se han aislado unos pocos genes de resistencia a la roya y se han clonado a partir de trigo (Feuillet et al., 2003;

Huang et al., 2003; Cloutier et al., 2007) y otros cereales (Collins et al., 1999; Brueggeman et al., 2002) y son predominantemente de la clase de genes de resistencia principal (R) de sitio de unión a nucleótidos-repetición rica en leucina (NB-LRR) . La única excepción conocida es el gen de resistencia a roya Rpg1 de cebada que codifica una proteína quinasa. Estos genes codifican resistencia gen por gen contra patógenos individuales y generalmente conducen a respuestas hipersensibles en los tejidos vegetales tras infección. En contraste, Lr34 confiere un amplio espectro de resistencia contra varios patógenos biotróficos obligados incluyendo hongos de Ascomycetes y Basidiomycetes. Rubiales y Niks (1995) informaron que Lr34 está asociado con crecimiento reducido de las hifas intercelulares pero no con una respuesta hipersensible o formación de papilas.

La base molecular de la resistencia de plantas adultas a patógenos cuantitativa no específica de raza o resistencia 45 parcial codificada por sistemas genéticos tales como, por ejemplo, Lr34 por lo tanto permanece desconocida.

Sumario de la invención Los presentes inventores han identificado genes y polipéptidos que confieren resistencia potenciada a plantas 50 adultas a patógenos vegetales.

Por consiguiente, la presente invención proporciona una planta transgénica de acuerdo con la reivindicación 1.

En una realización preferida, la planta tiene senescencia acelerada de las puntas de las hojas bandera en 55 comparación con una planta isogénica que carece del polinucleótido exógeno.

En otra realización preferida, la planta tiene resistencia potenciada a un patógeno vegetal en comparación con una planta isogénica que carece del polinucleótido exógeno.

En una realización preferida adicional más, el polipéptido comprende aminoácidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 1, o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica, más preferiblemente al menos un 80 % idéntica, más preferiblemente al menos un 90 % idéntica, e incluso más preferiblemente al menos un 95 % idéntica, a la SEC ID Nº 1. Más preferiblemente, el polipéptido comprende aminoácidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 1.

En otra realización preferida, el polinucleótido comprende nucleótidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 2, o una secuencia que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 2.

Preferiblemente, la planta es una planta de cereal. Ejemplos de plantas transgénicas de cereal de la invención incluyen, aunque sin limitación, trigo, cebada, maíz, arroz, avena o triticale. En una realización particularmente preferida, la planta es trigo.

Ejemplos de patógenos vegetales incluyen, aunque sin limitación, virus, bacterias y hongos.

En una realización preferida, el patógeno es un hongo biotrófico. Ejemplos de hongos biotróficos incluyen, aunque sin limitación, Fusarium graminearum (que causa fusariosis) , Er y siphe graminis f. sp. Tritici (que causa mildiú polvoroso) , Bipolaris sorokiniana (que causa septoriosis) , Puccinia graminis f. sp. tritici (que causa roya del tallo) , Puccinia striifarmis (que causa roya amarilla) y Puccinia recondita f. sp. tritici (que causa roya) .

En una realización, el patógeno es el virus de la enana amarilla de la cebada (BYDV) .

En una realización, la planta comprende uno o más polinucleótidos exógenos adicionales que codifican un polipéptido de resistencia a patógenos vegetales. Ejemplos de dichos genes incluyen, aunque sin limitación, Lr1, Lr3, Lr2a, Lr3ka, Lr11, Lr13, Lr16, Lr17, Lr18, Lr21 y LrB.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un proceso para identificar un polinucleótido que codifica un polipéptido de resistencia a patógenos vegetales que comprende:

(i) obtener un polinucleótido unido de forma funcional a un promotor, codificando el polinucleótido un polipéptido que comprende un fragmento biológicamente activo del mismo SEC ID Nº 1 o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 1,

(ii) introducir el polinucleótido en una planta,

(iii) determinar si el nivel de resistencia a un patógeno vegetal está modificado con relación a una planta isogénica que carece del polinucleótido, y

(iv) opcionalmente, seleccionar un polinucleótido que cuando se expresa potencia la resistencia al patógeno vegetal.

Preferiblemente, el polinucleótido comprende nucleótidos que tienen una secuencia proporciona en la SEC ID Nº 2 o una secuencia que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 2.

Preferiblemente, la planta es una planta de cereal.

Preferiblemente, la planta de cereal es una planta de trigo.

En una realización preferida, el polipéptido es un polipéptido vegetal o mutante del mismo.

En una realización adicional, la etapa (ii) comprende adicionalmente integrar de forma estable el polinucleótido unido de forma funcional a un promotor en el genoma de la planta.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para producir una célula vegetal de acuerdo con la reivindicación 8.

En un aspecto adicional, la presente invención proporciona una parte vegetal de la planta de la invención.

Ejemplos de dichas partes vegetales incluyen, aunque sin limitación, hojas, raíces, tallos y/o... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una planta transgénica que tiene integrado en su genoma un polinucleótido exógeno que codifica un polipéptido de resistencia a patógenos en plantas adultas, en donde la planta tiene resistencia potenciada a un patógeno vegetal en comparación con una planta isogénica que carece del polinucleótido exógeno, y en la que

(i) el polipéptido comprende aminoácidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 1, o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 1, y/o

(ii) el polinucleótido comprende nucleótidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 2 o una secuencia que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 2.

2. La planta de la reivindicación 1 que tiene senescencia acelerada de las puntas de las hoja bandera en comparación con una planta isogénica que carece del polinucleótido exógeno.

3. La planta de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2 que es una planta de cereal tal como una planta de trigo.

4. La planta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el patógeno es un hongo biotrófico tal como uno o más de Fusarium graminearum, Bipolaris sorokiniana, Er y siphe graminis f. sp. tritici, Puccinia graminis f. sp. tritici, Puccinia striiformis y Puccinia recondita f. sp. tritici.

5. La planta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende uno o más polinucleótidos exógenos adicionales que codifican un polipéptido de resistencia a patógenos vegetales.

6. Un proceso para identificar un polinucleótido que codifica un polipéptido de resistencia a patógenos vegetales que comprende:

(i) obtener un polinucleótido unido de forma funcional a un promotor, codificando el polinucleótido un polipéptido que comprende un fragmento biológicamente activo de la SEC ID Nº 1 o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 1,

(ii) introducir el polinucleótido en una planta,

(iii) determinar si el nivel de resistencia a un patógeno vegetal está modificado con relación a una planta isogénica que carece del polinucleótido, y

(iv) opcionalmente, seleccionar un polinucleótido que cuando se expresa potencia la resistencia al patógeno vegetal.

7. El proceso de la reivindicación 6 que tiene una o más de las siguientes características;

(i) el polinucleótido comprende nucleótidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 2 o una secuencia que es al menos un 60 % idéntica a la SEC ID Nº 2,

(ii) la planta es una planta de cereal tal como una planta de trigo,

(iii) el polipéptido es un polipéptido vegetal o mutante del mismo, y

(iv) la etapa (ii) comprende adicionalmente integrar de forma estable el polinucleótido unido de forma funcional a un promotor en el genoma de la planta.

8. Un método para producir una célula vegetal que comprende un polipéptido de resistencia a patógenos en plantas adultas, que comprende

(i) introducir en la célula vegetal un polinucleótido exógeno que codifica un polipéptido de resistencia a patógenos en plantas adultas, que comprende aminoácidos que tienen una secuencia proporcionada en la SEC ID Nº 1 o una secuencia de aminoácidos que es al menos un 60 % idéntica, o al menos un 80 % idéntica, o al menos un 90 % idéntica, a la SEC ID Nº 1, o un vector que comprende el polinucleótido, y

(ii) opcionalmente regenerar una planta transgénica a partir de la célula vegetal.

9. Una parte de planta de la planta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo dicha parte de planta el polinucleótido exógeno.

10. La parte de planta de la reivindicación 9 que es una semilla que comprende el polinucleótido exógeno.

11. Un método para producir harina, harina integral, almidón u otro producto obtenido de semillas, comprendiendo el método;

(a) obtener semillas de acuerdo con la reivindicación 10, y

(b) extraer la harina, la harina integral, el almidón u otro producto.