2562864 - Генетические локусы, связанные с устойчивостью к пыльной головне у маиса

Генетические локусы, связанные с устойчивостью к пыльной головне у маиса

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу определения присутствия или отсутствия локуса устойчивости к пыльной головне в растении маиса, а также к способу определения растения маиса, которое проявляет устойчивость к пыльной головне, где способ включает обнаружение в идиоплазме растения маиса, по меньшей мере, одной аллели маркерного локуса, расположенного на хромосомном участке хромосомы 2 маиса, включающем и фланкированном umc1736 и umc2184. Изобретение позволяет эффективно определять растение маиса, проявляющее устойчивость к пыльной головне. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл., 20 пр.

Реферат

Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки США № 61/090704, поданной 21 августа 2008 года, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к композициям и способам, пригодным для увеличения устойчивости к пыльной головне у маиса.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пыльная головня представляет собой передающееся через почву и системное заболевание у маиса (Frederiksen 1977), вызываемое хозяин-специфическим грибом Sphacelotheca reiliana (Kühn) Clint. Телиоспоры из сорусов, погруженных в почву, являются первичным источником инфекции, и могут сохраняться три года в почве без потери какой-либо инфицирующей способности (Wu et al. 1981). Гриб инфицирует рассаду через корни или колеоптили во время и после прорастания семян (Krüger 1962). При инфицировании чувствительного сорта растения продолжают нормальный вегетативный рост, но некоторые могут останавливать рост (Matyac and Kommedahl 1985a). При созревании сорусы замещают початки или метелки инфицированных растений, приводя к тому, что урожай с растения маиса почти отсутствует. Соотношение инфицированных растений на инфицированном поле может составлять количество до 80% (Frederiksen 1977). Jin (2000) сообщал, что частота этой болезни варьировала от 7,0% до 35,0%, иногда даже достигая 62,0%, возникая в результате культивирования чувствительных культурных сортов. В Северном Китае пыльная головня вызывает потерю урожая до 0,3 миллионов тонн ежегодно (Bai et al. 1994). Сообщалось, что маис в Южной Европе, Северной Америке и Азии также серьезно страдает от этой болезни (Xu et al. 1999). Принимая во внимание как экономические, так и экологические элементы, культивирование устойчивых сортов является эффективным путем контроля эпидемий пыльной головни. Селекция на гены множественной устойчивости/QTL (локусы количественного признака) против пыльной головни в элитных сортах маиса будет перспективным путем для улучшения устойчивости против этой болезни.

В настоящее время многие исследователи изучили генетические модели, обсуждая устойчивость против пыльной головни. Mei et al. (1982) сообщал, что устойчивость против пыльной головни контролировалась частично доминантными ядерными генами, не обнаруживая различия в реципрокальных скрещиваниях. Ma et al. (1983) сообщал, что устойчивость маиса к пыльной головне является количественным признаком, на который влияют гены частичной устойчивости и их неаллельными взаимодействиями. Stromberg et al. (1984) открыл, что F₁ популяция показывала промежуточную заболеваемость между резистентным и чувствительным родителями. Ali и Baggett (1990) сообщали, что аддитивные и доминантные генетические действия являются преобладающими при различных обработках. Bernardo et al. (1992) изучал генетический эффект гена(ов) устойчивости путем использования усредненного анализа поколений, подтверждая то, что аддитивный эффект является очевидным, тогда как доминантный и эпистатический эффекты являются слабыми. Shi et al. (2005) сообщал, что помимо аддитивного эффекта, сверхдоминирование также играет ключевую роль в устойчивости против пыльной головни. Очевидно, что устойчивость против пыльной головни у маиса может включать ряд генетических элементов и действовать комплексным путем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обеспечиваются композиции и способы для определения и селекции растений маиса с увеличенной устойчивостью к пыльной головне.

В первом варианте осуществления данное изобретение касается выделенного полинуклеотида, включающего полинуклеотид, выбранный из группы, состоящей из

(a) по меньшей мере одной нуклеотидной последовательности, кодирующей полипептид, придающий или улучшающий устойчивость к пыльной головне, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:27, 32, 35, 38, 41, 44, 105, 108, 111, 113 и 116;

(b) по меньшей мере одной нуклеотидной последовательности, способной кодировать полипептид, придающий или усиливающий устойчивость к пыльной головне, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:25, 26, 30, 31, 34, 36, 37, 39, 40, 42, 43, 45, 104, 106, 107, 109, 110, 112, 114, 115 и 117; и

(c) комплементарной к нуклеотидной последовательности части (a) или (b), где комплементарная и нуклеотидная последовательность состоят из одинакового числа нуклеотидов и являются 100% комплементарными.

Во втором варианте осуществления данное изобретение касается вектора, содержащего заявленный выделенный полинуклеотид.

В третьем варианте осуществления данное изобретение касается рекомбинантного ДНК-конструкта, содержащего изолированный полинуклеотид данного изобретения, функционально связанный с по меньшей мере одной регуляторной последовательностью.

В четвертом варианте осуществления данное изобретение касается клетки маиса, содержащей рекомбинантный ДНК-конструкт или изолированный полинуклеотид данного изобретения.

В пятом варианте осуществления данное изобретение касается способа получения растения маиса, включающего трансформацию клетки растения с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения и регенерацию растения из трансформированной клетки растения.

В шестом варианте осуществления данное изобретение касается растения маиса, содержащего рекомбинантный ДНК-конструкт данного изобретения.

В седьмом варианте осуществления данное изобретение касается семени маиса, содержащего рекомбинантный ДНК-конструкт данного изобретения.

В восьмом варианте осуществления данное изобретение касается способа обеспечения или улучшения устойчивости к пыльной головне, включающего трансформацию растения с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения, таким образом придавая или улучшая устойчивость к пыльной головне.

В девятом варианте осуществления данное изобретение касается способа определения присутствия или отсутствия полинуклеотида данного изобретения в растении маиса, включающего по меньшей мере один из следующего:

(a) выделение молекул нуклеиновой кислоты из указанного растения маиса и амплификация последовательностей, гомологичных с полинуклеотидом данного изобретения, или

(b) выделение молекул нуклеиновой кислоты из указанных растений маиса и проведение Саузерн-гибридизации, или

(d) выделение белков из указанного растения маиса и проведение анализа ELISA, используя антитела к белку, или

(e) демонстрация присутствия последовательностей мРНК, полученных от мРНК транскрипта и присущих только локусу устойчивости к пыльной головне,

таким образом, определяя присутствие полинуклеотида данного изобретения в указанном растении маиса.

В десятом варианте осуществления данное изобретение касается способа определения присутствия или отсутствия локуса устойчивости к пыльной головне в растении маиса, включающего по меньшей мере один из следующего:

(a) выделение молекул нуклеиновой кислоты из указанного растения маиса и амплификация последовательностей, присущих только полинуклеотиду данного изобретения, или

(b) выделение белков из указанного растения маиса и проведение вестерн-блоттинга, используя антитела к белку, или

(d) демонстрация присутствия мРНК последовательностей, полученных от мРНК транскрипта и присущих только локусу устойчивости к пыльной головне,

таким образом определяя присутствие локуса устойчивости к пыльной головне в указанном растении маиса.

В одиннадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа изменения уровня экспрессии белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне клетке маиса, включающего

(a) трансформацию клетки маиса с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения и

(b) выращивание трансформированной клетки маиса при условиях, которые являются подходящими для экспрессии рекомбинантного ДНК-конструкта, где экспрессия рекомбинантного ДНК-конструкта приводит к продукции измененных уровней белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в трансформированной клетке маиса по сравнению с уровнями экспрессии в растении маиса дикого типа, имеющем устойчивость к пыльной головне.

В двенадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа изменения уровня экспрессии белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в клетке маиса, включающего

(a) трансформацию клетки маиса с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения; и

(b) выращивание трансформированной клетки маиса при условиях, которые являются подходящими для экспрессии рекомбинантного ДНК-конструкта, где экспрессия рекомбинантного ДНК-конструкта приводит к продукции увеличенных уровней белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в трансформированной клетке маиса по сравнению с уровнями экспрессии в растении маиса дикого типа, имеющем устойчивость к пыльной головне.

В тринадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа изменения уровня экспрессии белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в растении маиса, включающего

(a) трансформацию клетки растения маиса с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения; и

(b) регенерацию трансформированного растения маиса из трансформированной клетки растения маиса; и

(c) выращивание трансформированного растения маиса при условиях, которые являются подходящими для экспрессии рекомбинантного ДНК-конструкта, где экспрессия рекомбинантного ДНК-конструкта приводит к продукции измененных уровней белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в трансформированном растении маиса по сравнению с уровнями экспрессии в растении маиса дикого типа, имеющем устойчивость к пыльной головне.

В четырнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа изменения уровня экспрессии белка, способного придавать устойчивость к пыльной головне в растении маиса, включающего

(a) трансформацию клетки растения маиса с рекомбинантным ДНК-конструктом данного изобретения; и

(b) регенерацию трансформированного растения маиса из трансформированной клетки растения маиса; и

В пятнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа определения растения маиса, которое проявляет устойчивость к пыльной головне, где способ включает обнаружение в растении маиса генетического маркерного локуса, где

(a) генетический маркерный зонд, содержащий весь или часть генетического маркерного локуса, или комплементарный ему, гибридизируется при жестких условиях с bacm.pk071.j12, bacm.pk007.18, и bacm2.pk166.h1; и

(b) указанный генетический маркерный локус содержит по меньшей мере одну аллель, которая связана с устойчивостью к пыльной головне.

В шестнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа определения растения маиса, которое проявляет устойчивость к пыльной головне, где способ включает обнаружение в идиоплазме растения маиса по меньшей мере одной аллели маркерного локуса, где

(a) маркерный локус находится в пределах 7 cM SSR148152, CAPS25082, STS171, SNP661 и STS1944; и

(b) по меньшей мере одна аллель связана с устойчивостью к пыльной головне.

В семнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа определения растения маиса, которое проявляет устойчивость к пыльной головне, где способ включает обнаружение в идиоплазме растения маиса по меньшей мере одной аллели маркерного локуса, где

(a) маркерный локус расположен в хромосомном участке, который содержит и фланкирован umc1736 и umc2184, или в хромосомном участке, который содержит и фланкирован SSR148152/SNP661; и

(b) по меньшей мере одна аллель связана с устойчивостью к пыльной головне.

В восемнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа селекции с использованием маркера, включающего

(a) получение первого растения маиса, имеющего по меньшей мере одну аллель маркерного локуса, где маркерный локус расположен в пределах 7 cM SSR148152, CAPS25082, STS171, SNP661 и STS1944 на доступной IBM генетической карте, и аллель связана с увеличенной устойчивостью к пыльной головне;

(b) скрещивание указанного первого растения маиса со вторым растением маиса;

(d) отбор потомства растений маиса, которые обладают по меньшей мере указанной аллелью.

В девятнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа селекции с использованием маркера, включающего

(a) получение первого растения маиса, имеющего по меньшей мере одну аллель маркерного локуса, где маркерный локус расположен в хромосомном участке, содержащем и фланкированном umc1736 и umc2184, и аллель связана с увеличенной устойчивостью к пыльной головне;

(b) скрещивание указанного первого растения маиса со вторым растением маиса;

(d) отбор потомства растений маиса, которые обладают по меньшей мере указанной аллелью.

В девятнадцатом варианте осуществления данное изобретение касается способа обнаружения локуса устойчивости к пыльной головне, включающего обнаружение присутствия по меньшей мере одной маркерной аллели, выбранной из группы, включающей MZA6393, 1M2-9, E6765-3, 2M4-1, 2M10-5, 2M11-3, 3M1-25 и STS148-1.

Также понятно, что в любом из упомянутых выше способов любая из описанных маркерных аллелей, связанных с устойчивостью к пыльной головне, может быть связана с любой второй маркерной аллелью. Такая вторая маркерная аллель будет также связана с устойчивостью к пыльной головне и будет пригодна в способах, описанных выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР И СПИСКОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Данное изобретение можно понять более полно из следующего подробного описания и сопроводительных графических материалов и списка последовательностей, который образует часть этой заявки. Список последовательностей содержит однобуквенный код для условных обозначений нуклеотидной последовательности и трехбуквенные коды для аминокислот, как определено в соответствии с IUPAC-IUBMB стандартами, описанными в Nucleic Asids Research 13:3021-3030 (1985) и в Biochemical Journal 219 (No. 2): 345-373 (1984), которые включены сюда в их полноте посредством ссылки. Символы и формат, используемые для данной нуклеотидной и аминокислотной последовательности, согласуются с правилами, изложенными в 37 C.F.R. § 1,822.

ФИГУРА 1. Создание SNP маркера (SNP140313) для AZM4_140313 (собранная Zea mays последовательность из TIGR) и его применение в генотипировании BC популяций. На AZM4_140313 локусе сайт SNP (подчеркнут) был определен на основании нуклеотидов С (аллель 1) и Т (аллель 2), соответствующие родительским линиям Ji1037 и Huangzhao4, соответственно. В первом раунде ПЦР амплификации пара нормальных праймеров (L-5'-CAGAGGCATTGAACAGGAAG-3' и R-5'-CTGCTATTCCACGAAGTGCT-3') была разработана для амплификации родительских линий BC₁ особей. Во втором раунде ПЦР амплификации новая пара праймеров, включая левый праймер (snp L-5'-CTCTTCCACCGAGAATAGCG-3') с одним несовпадающим нуклеотидом С (жирный шрифт) и правым праймером (snp R-5'-CTGCTATTCCACGAAGTGCT-3') была разработана для амплификации разведенных ПРЦ продуктов из первого раунда. Получали HhaI сайт «GCGC» для аллеля 1, но не для аллеля 2 в полученных ПЦР продуктах. ПЦР продукты были обработаны HhaI и затем подвергались электрофорезу на 6% полиакриламидном геле. Полиморфные полосы наблюдались в двух родительских линиях, Ji1037 (линия 21, обработанная 373 п.о. полоса) и Huangzhao4 (линия 22, интактная 391 п.о. полоса) и среди ВС₁ особей (линии 1-20). Линии 1-20 Случайно отобранные ВС₁, особи, которые проявляют гомозиготу (1/1, одна полоса, имеющая тот же размер, что и Huangzhao4), либо гетерозиготу (1/2, две полосы, соответствующие Ji1037 и Huangzhao4, соответственно). Линия 21 HhaI-обработанные ПЦР продукты, амплифицированные из Ji1037, наблюдалась обработанная 373 п.о. полоса. Линия 22 HhaI-обработанные ПЦР продукты, амплифицированные из Huangzhao4, наблюдалась необработанная 391 п.о. полоса. Линия 23 Необработанные ПЦР продукты, амплифицированные из Ji1037. Линия 24 Необработанные ПЦР продукты, амплифицированные из Huangzhao4.

ФИГУРА 2. Генетическое картирование вновь созданных маркеров в bin2.09 области. Из девяти вновь созданных маркеров шесть маркеров были картированы на отрезке 2.09 с пятью маркерами (SSR148152, CAPS25082, STS171, SNP661 и STS1944) внутри и одним маркером (STSrga840810) за пределами qHSR1 области устойчивости. Основной QTL, qHSR1, ограничен в участке ~2 млн. п.о., фланкированном вновь созданными маркерами SSR148152 и SNP661.

ФИГУРА 3. Выравнивание гена ингибитора ксиланазы из Mo17 и B73. Mo17 последовательность обнаруживается в qHSR1, локусе, который придает устойчивость к пыльной головне у маиса. B73 является сортом маиса, чувствительным к пыльной головне.

ФИГУРА 4. Сравнительный рисунок Mo17, B73, и Huangzhao геномной структуры в qHSR области. Как B73, так и Huangzhao имеют делеции в области по сравнению с Mo17. Маркеры, упоминаемые в данном изобретении, показаны сверху. Указаны шесть генов, представляющих интерес: ген гидролазы, который присущ только Mo17; Ген 1, и белок с анкириновым повтором, обнаружен во всех трех линиях; Ген 2, который является ассоциированной с клеточной стенкой киназой, обнаруживается в Mo17 и B73; Ген 3 и Ген 4 относятся к LRR-Xa21-подобным киназам, которые присущи только Mo17; и Ген 5 представляет собой третью LRR-Xa21D-подобную киназу, полностью или частично обнаруживаемую во всех трех линиях. Mo17 составляет 172 т.п.н. (тысяча пар нуклеотидов) в длину в этой области и Huangzhao составляет 56 т.п.н. в длину.

Описания последовательностей и прилагаемый к нему список последовательностей согласуются с правилами, регулирующими раскрытия нуклеотидных и/или аминокислотных последовательностей в патентных заявках, как изложено в 37 C.F.R. §1.821-1.825. Список последовательностей содержит однобуквенный код для условных обозначений нуклеотидной последовательности и трехбуквенные коды для аминокислот, как определено в соответствии с IUPAC-IUBMB стандартами, описанными в Nucleic Acids Res. 13:3021-3030 (1985) и в Biochemical J. 219 (2):345-373 (1984), которые включены в настоящее описание посредством ссылки. Символы и формат, используемые для данных нуклеотидных и аминокислотных последовательностей согласуются с правилами, изложенными в 37 C.F.R. §1.822.

SEQ ID NO:1 представляет собой праймер амплификации CAPS25082-L.

SEQ ID NO:2 представляет собой праймер амплификации CAPS25082-R.

SEQ ID NO:3 представляет собой праймер амплификации SNP140313-L.

SEQ ID NO:4 представляет собой праймер амплификации SNP140313-R.

SEQ ID NO:5 представляет собой праймер амплификации SNP140313-snpL.

SEQ ID NO:6 представляет собой праймер амплификации SNP140313-snpR.

SEQ ID NO:7 представляет собой праймер амплификации SNP661-L.

SEQ ID NO:8 представляет собой праймер амплификации SNP661-R.

SEQ ID NO:9 представляет собой праймер амплификации SNP661-snpL.

SEQ ID NO:10 представляет собой праймер амплификации SNP661-snpR.

SEQ ID NO:11 представляет собой праймер амплификации STS1944-L.

SEQ ID NO:12 представляет собой праймер амплификации STS1944-R.

SEQ ID NO:13 представляет собой праймер амплификации STS171-L.

SEQ ID NO:14 представляет собой праймер амплификации STS171-R.

SEQ ID NO:15 представляет собой праймер амплификации SSR148152-L.

SEQ ID NO:16 представляет собой праймер амплификации SSR148152-R.

SEQ ID NO:17 представляет собой праймер амплификации STSrga3195-L.

SEQ ID NO:18 представляет собой праймер амплификации STSrga3195-R.

SEQ ID NO:19 представляет собой праймер амплификации STSrga840810-L.

SEQ ID NO:20 представляет собой праймер амплификации STSrga840810-R.

SEQ ID NO:21 представляет собой праймер амплификации STSsyn1-L.

SEQ ID NO:22 представляет собой праймер амплификации STSsyn1-R.

SEQ ID NO:23 представляет собой MZA6393 маркер (из bacm.pk071.j12.f), который определяет один конец ВАС контига, покрывающего qHSR1 локус. Huangzhao и В73 версии этой маркерной области обнаружены в SEQ ID NO:47 и 48, соответственно.

SEQ ID NO:24 представляет собой ST148-1 маркер из Мо17 версии ZMMBBc0478L09f, который определяет один конец ВАС контига, покрывающего qHSR1 локус. Huangzhao версия этой маркерной области может быть обнаружена в SEQ ID NO:49.

SEQ ID NO:25 представляет собой ВАС контиг, составленный из перекрывающихся клонов bacm.pk071.j12, bacm.pk007.18, и bacm2.pk166.h1, который покрывает qHSR1 локус.

SEQ ID NO:26 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Мо17, представляющую область, кодирующую ген, для гена ингибитора ксиланазы, содержащегося в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:27 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:26.

SEQ ID NO:28 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из B73, представляющую область, кодирующую ген, для гена ингибитора ксиланазы, содержащегося в области B73 генома, которая является синтетической по отношению к qHRS1 локусу.

SEQ ID NO:29 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:28.

SEQ ID NO:30 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую ингибитор ксиланазы SEQ ID NO:26/27 и 3 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:31 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гена белка киназы, ассоциированной с клеточной стенкой, содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:32 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:31.

SEQ ID NO:33 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую белок ассоциированной с клеточной стенкой киназы SEQ ID NO:31/32 и 2,4 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:34 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гена белка димеризации семейства HAT (PCO662117), содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:35 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:34.

SEQ ID NO:36 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую ген белка димеризации семейства HAT SEQ ID NO:34/35 и 2,4 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:37 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гена белка димеризации семейства HAT (PCO662162/PCO548849/PCO523172), содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:38 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:37.

SEQ ID NO:39 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую ген белка димеризации семейства HAT SEQ ID NO:37/38 и 2,4 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:40 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гена неохарактеризованного белка (PCO648231), содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:41 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:40.

SEQ ID NO:42 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую ген неохарактеризованного белка SEQ ID NO:40/41 и 2,4 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:43 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гена неохарактеризованного белка (61_24), содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:44 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:43.

SEQ ID NO:45 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую ген неохарактеризованного белка SEQ ID NO:43/44 и 2,4 т.п.н. по ходу транскрипции кодирующей области.

SEQ ID NO:46 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую отдельную EST последовательность из Мо17, содержащуюся в qHRS1 локусе.

SEQ ID NO:47 представляет собой MZA6393 маркер из Huangzhao4.

SEQ ID NO:48 представляет собой MZA6393 маркер из В73.

SEQ ID NO:49 представляет собой STS 148-1 маркер из Huangzhao4.

SEQ ID NO:50 представляет собой праймер амплификации MZA6393L.

SEQ ID NO:51 представляет собой праймер амплификации MZA6393R.

SEQ ID NO:52 представляет собой праймер амплификации 1M2-9L.

SEQ ID NO:53 представляет собой праймер амплификации 1M2-9R.

SEQ ID NO:54 представляет собой 1М2-9 маркер из Мо17.

SEQ ID NO:55 представляет собой 1М2-9 маркер из Huangzhao4.

SEQ ID NO:56 представляет собой праймер амплификации Е6765-3L.

SEQ ID NO:57 представляет собой праймер амплификации Е6765-3R.

SEQ ID NO:58 представляет собой Е6765-3 маркер из Мо17.

SEQ ID NO:59 представляет собой праймер амплификации 2M4-1L.

SEQ ID NO:60 представляет собой праймер амплификации 2M4-1R.

SEQ ID NO:61 представляет собой 2M4-1 маркер из Mo17.

SEQ ID NO:62 представляет собой праймер амплификации 2M10-5L.

SEQ ID NO:63 представляет собой праймер амплификации 2M10-5R.

SEQ ID NO:64 представляет собой 2M10-5 маркер из Mo17.

SEQ ID NO:65 представляет собой праймер амплификации 2M11-3L.

SEQ ID NO:66 представляет собой праймер амплификации 2M11-3R.

SEQ ID NO:67 представляет собой 2M11-3 маркер из Mo17.

SEQ ID NO:68 представляет собой праймер амплификации 3M1-25L.

SEQ ID NO:69 представляет собой праймер амплификации 3M1-25R.

SEQ ID NO:70 представляет собой 3M1-25 маркер из Mo17.

SEQ ID NO:71 представляет собой 3M1-25 маркер из Huangzhao4.

SEQ ID NO:72 представляет собой праймер амплификации STS148-1L.

SEQ ID NO:73 представляет собой праймер амплификации STS148-1R.

SEQ ID NO:74 представляет собой праймер амплификации MZA15839-4-L.

SEQ ID NO:75 представляет собой праймер амплификации MZA15839-4-R.

SEQ ID NO:76 представляет собой праймер амплификации MZA18530-16-L.

SEQ ID NO:77 представляет собой праймер амплификации MZA18530-16-R.

SEQ ID NO:78 представляет собой праймер амплификации MZA5473-801-L.

SEQ ID NO:79 представляет собой праймер амплификации MZA5473-801-R.

SEQ ID NO:80 представляет собой праймер амплификации MZA16870-15-L.

SEQ ID NO:81 представляет собой праймер амплификации MZA16870-15-R.

SEQ ID NO:82 представляет собой праймер амплификации MZA4087-19-L.

SEQ ID NO:83 представляет собой праймер амплификации MZA4087-19-R.

SEQ ID NO:84 представляет собой праймер амплификации MZA158-30-L.

SEQ ID NO:85 представляет собой праймер амплификации MZA158-30-R.

SEQ ID NO:86 представляет собой праймер амплификации MZA15493-15-L.

SEQ ID NO:87 представляет собой праймер амплификации MZA15493-15-R.

SEQ ID NO:88 представляет собой праймер амплификации MZA9967-11-L.

SEQ ID NO:89 представляет собой праймер амплификации MZA9967-11-R.

SEQ ID NO:90 представляет собой праймер амплификации MZA1556-23-L.

SEQ ID NO:91 представляет собой праймер амплификации MZA1556-23-R.

SEQ ID NO:92 представляет собой праймер амплификации MZA1556-801-L.

SEQ ID NO:93 представляет собой праймер амплификации MZA1556-801-R.

SEQ ID NO:94 представляет собой праймер амплификации MZA17365-10-L.

SEQ ID NO:95 представляет собой праймер амплификации MZA17365-10-R.

SEQ ID NO:96 представляет собой праймер амплификации MZA17365-801-L.

SEQ ID NO:97 представляет собой праймер амплификации MZA17365-801-R.

SEQ ID NO:98 представляет собой праймер амплификации MZA14192-8-L.

SEQ ID NO:99 представляет собой праймер амплификации MZA14192-8-R.

SEQ ID NO:100 представляет собой праймер амплификации MZA15554-13-L.

SEQ ID NO:101 представляет собой праймер амплификации MZA15554-13-R.

SEQ ID NO:102 представляет собой праймер амплификации MZA4454-14-L.

SEQ ID NO:103 представляет собой праймер амплификации MZA4454-14-R.

SEQ ID NO:104 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для белка с анкириновым повтором (Ген 1 Фигура 4).

SEQ ID NO:105 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:104.

SEQ ID NO:106 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую белок с анкириновым повтором.

SEQ ID NO:107 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для гидролазы.

SEQ ID NO:108 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:107.

SEQ ID NO:109 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую гидролазу.

SEQ ID NO:110 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для кодирующей области LRR-Xa21-подобной киназы (Ген 3, Фигура 4).

SEQ ID NO:111 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:110.

SEQ ID NO:112 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для кодирующей области LRR-Xa21-подобной киназы (Ген 4, Фигура 4).

SEQ ID NO:113 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:112.

SEQ ID NO:114 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую LRR-Xa21-подобную киназу (Ген 4, Фигура 4).

SEQ ID NO:115 представляет собой последовательность нуклеиновой кислоты из Mo17, представляющую область, кодирующую ген, для LRR-Xa21D-подобной киназы (Ген 5, Фигура 4).

SEQ ID NO:116 представляет собой продукт трансляции SEQ ID NO:115.

SEQ ID NO:117 представляет собой область геномной ДНК из Mo17, кодирующую LRR-Xa21D-подобную киназу (Ген 5, Фигура 4).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Данное изобретение обеспечивает аллельные композиции у маиса и способы определения и селекции растений маиса с повышенной устойчивостью к пыльной головне. Также в объеме данного изобретения находятся аллельные композиции и способы, используемые для определения и для обратной селекции растений маиса, которые имеют пониженную устойчивость к пыльной головне. Следующие определения обеспечиваются как помощь для понимания данного изобретения.

Картирование локуса устойчивости к пыльной головне изложено в рукописи “Identification and fine-mapping of a major QTL conferring resistance against head smut in maize” Yongsheng Chen, Qing Chao, Guoqing Tan, Jing Zhao, Meijing Zhang, Qing Ji и Mingliang Xu. Рукопись прилагается как приложение к описанию.

Выражение “аллель” относится к одной из двух или более различных нуклеотидных последовательностей, которые находятся в определенном локусе. “Благоприятная аллель” - это аллель в конкретном локусе, которая придает или вносит вклад в агрономически желательный фенотип, например, повышенная устойчивость к пыльной головне, или альтернативно, представляет собой аллель, которая позволяет определить растения с пониженной устойчивостью к пыльной головне, которые можно извлечь из программы скрещивания или посевов (“обратная селекция”). Благоприятная аллель маркера представляет собой маркерную аллель, которая сегрегирует с благоприятным фенотипом или, альтернативно, сегрегирует с неблагоприятным фенотипом растения, следовательно, обеспечивая благоприятное действие для определения растений. Благоприятная аллельная форма хромосомного сегмента представляет собой хромосомный сегмент, который включает нуклеотидную последовательность, которая вносит вклад в превосходные агрономические показатели на одном или более генетических локусах, физически расположенных на хромосомном сегменте. “Частота аллели” относится к частоте (пропорции или процентному соотношению), с которой аллель представлена на локусе в особи, внутри линии или внутри популяции линий. Например, для аллели “A”, диплоидные особи генотипа “AA”, “Aa”, или “aa” имеют частоты аллели 1,0, 0,5, или 0,0, соответственно. Оценить частоту аллели внутри линии можно путем усреднения частот аллели образца особей из этой линии. Сходным образом, можно рассчитать частоту аллели в популяции линий путем усреднения частот аллели линий, которые создают данную популяцию. Для популяции с конечным числом особей или линий частота аллели может быть выражена как число особей или линий (или какой-либо иной определенной группы), содержащих аллель.

Аллель является “положительно” связанной с признаком, когда она связана с ним и когда присутствие аллели является индикатором того, что желательный признак или форма признака будет наблюдаться у растения, содержащего аллель. Аллель является “отрицательно” связанной с признаком, когда она связана с ним и когда присутствие аллели является индикатором того, что желательный признак или форма признака не будет наблюдаться у растения, содержащего аллель.

Особь является “гомозиготной” по локусу, если имеет только один тип аллели на локусе (например, диплоидный организм имеет копию одной и той же аллели на локусе для каждой из двух гомологичных хромосом). Организм является “гетерозиготным” по локусу, если более чем один тип аллели присутствует на этом локусе (например, диплоидная особь с одной копией каждой из двух различных аллелей). Выражение “гомогенность” обозначает, что члены группы имеют одинаковый генотип на одном или нескольких специфических локусах. В отличие от этого, выражение “гетерогенность” используется для обозначения того, что особи внутри группы отличаются по генотипу на одном или нескольких специфических локусах.

Как используется в данном документе, выражения “участок хромосомы” или “хромосомный сегмент” обозначают смежный линейный участок геномной ДНК, который расположен in planta (в полевых условиях) на отдельной хромосоме. Генетические элементы или гены, расположенные на отдельном участке хромосомы являются физически связанными. Размер участка хромосомы не является особым образом ограниченным. В некоторых аспектах генетические элементы, расположенные внутри отдельного участка хромосомы, являются генетически связанными, типично с генетическим расстоянием рекомбинации, например, менее чем или равным 20 cM, или альтернативно, менее чем или равным 10 cM. То есть, два генетических элемента внутри отдельного участка хромосомы подвергаются рекомбинации с частотой менее чем или равной 20% или 10%.

Выражение “скрещенный” или “скрещивание” означает слияние гамет через опыление для создания потомства (например, клеток, семян или растений). Выражение включает как половые скрещивания (опыление одного растения другим), так и самовоспроизводство (самоопыление, например, когда пыльца и семяпочка происходят от одного растения). “Топкросс анализ” представляет собой испытание по потомству, полученному путем скрещивания каждой родительской особи с тем же тестером, обычно гомозиготной линией. Родительская особь, которую необходимо проанализировать, может быть перекрестноопыляющимся сортом, кроссом или инбредной линией.

“Генетическая карта” - это описание взаимоотношений генетических сцеплений среди локусов на одной или нескольких хромосомах (или группах сцепления) внутри данного вида, как правило, представленная в форме диаграммы или таблицы. “Генетическое картирование” - это способ определения взаимоотношений сцеплений локусов посредством применения генетических маркеров, популяций, сегрегирующих для маркеров, и стандартных генетических принципов частоты рекомбинации. “Положение на генетической карте” представляет собой положение на генетической карте по отношению к окружающим генетическим маркерам на той же группе сцепления, где специфический маркер может быть обнаружен внутри данного вида. Если два различных маркера имеют одинаковое положение на генетической карте, то два маркера находятся в настолько непосредственной близости друг к другу, что рекомбинация происходит между ними с настолько низкой частотой, что она не определяется.

Порядок и генетические расстояния между генетическими маркерами могут иметь отличие от одной генетической карты к другой. Это происходит потому, что каждая генетическая карта представляет собой продукт картирования популяции, типов используемых маркеров и полиморфного потенциала каждого маркера между различными популяциями. Например, 10 cM на внутренне полученной генетической карте (которая здесь также называется “PHB” для Pioneer Hi-Bred) грубо эквивалентны 25-30 cM на IBM2 2005 доступной карте рамки ближайших соседей (карта с высоким разрешением доступна на maizeGDB). Однако, информация может быть соотнесена от одной карты к другой, используя основную рамку общих маркеров. Специалист в данной области может применить рамку общих маркеров для определения положений генетических маркеров и QTL на каждой отдельной генетической карте. Сравнение маркерных положений между внутренне полученной генетической картой и IBM2 генетической картой ближайших соседей можно увидеть в Таблице 3.

“Частота генетической рекомбинации” представляет собой частоту явления кроссинговера (рекомбинации) между двумя генетическими локусами. Частота рекомбинации может наблюдаться с помощью последующей сегрегации маркеров и/или признаков после мейоза. Частота генетической рекомбинации может быть выражена в сантиморганах (cM), где один cM представляет собой расстояние между двумя генетическими маркерами, которые показывают частоту рекомбинации в 1% (т.е. явление кроссинговера происходит между этими двумя маркерами один раз на каждые 100 клеточных делений).

Выражение “генотип” является генетической конституцией особи (или группы особей) на одном или нескольких генетических локусах, в противоположность наблюдаемому признаку (фенотипу). Генотип определяется аллелью(ями) одного или несколь

Генетические локусы, связанные с устойчивостью к пыльной головне у маиса

Патент 2562864