与大豆中疾病抗性相关联的新颖的遗传基因座的制作方法

本发明涉及用于鉴定、选择和产生增强的疾病和/或病原体抗性大豆植物的组合物和方法。

背景技术：

1、已知植物病原体对重要作物造成相当大的损害，这导致显著的农业损失，伴随着对依赖植物材料的食物供应和其他工业的广泛的后果。同样，长期以来存在降低农业病原体对作物产生的发病率和/或影响的需要。

2、若干种病原体与对大豆的损害相关联，该损害在美国和全世界范围内单独地和共同地有可能造成重大的产量损失。示例性病原体包括但不限于真菌(例如，疫霉属和亚洲大豆锈菌病豆薯层锈菌)、线虫(例如，根结线虫属，特别是爪哇根结线虫)和大豆茎溃疡病。鉴于这些病原体存在对全球食物供应的显著威胁以及与处理大豆作物以预防产量损失相关联的时间和花费，需要用于产生病原体抗性大豆栽培品种的新方法。所需要的是可以引入商业大豆植物以控制大豆病原体的新颖的抗性基因(本文中，“r基因”)。

技术实现思路

1、本概述列出了本披露主题的若干实施例，并且在许多情况下列出了这些实施例的变化和排列。

2、因此，本披露主题的一个目的是提供用于将病原体抗性传递到非抗性大豆种质或植物品系的方法。另外，本披露主题提供了新颖的大豆(glycine max)品系，其在其基因组中包含衍生自短绒野大豆(glycine tomentella)并且进一步在所述新颖的大豆品系中赋予亚洲大豆锈菌病(本文中，“asr”)抗性的染色体区间、基因座和/或基因。

3、序列表的简要说明

4、seq id no：1和2是衍生自短绒野大豆品系登录pi441001的染色体区间，其分别在本文中称为“支架46840”和“支架49652”。支架49652已经被定位到短绒野大豆染色体5，并且支架46840已经被定位到短绒野大豆染色体5。seq id no.3是衍生自短绒野大豆品系登录pi 483224的染色体区间，其在本文中称为“支架002687f”。支架002687f已经被定位到短绒野大豆染色体5。seq id no.4是衍生自短绒野大豆品系登录pi 583970的染色体区间，其在本文中称为“支架001084f”。支架001084f已经被定位到短绒野大豆染色体5。seq id no：5是衍生自短绒野大豆品系登录pi583970的染色体区间，其在本文中称为“支架000819f”。支架000819f已经被定位到短绒野大豆染色体5。pi441001、pi483224和pi 583970的遗传群体定位研究指示，短绒野大豆染色体5含有与asr抗性高度相关联的染色体区间(例如，如对应于seq id no：1-5)。不受理论限制的试验性数据还指示，短绒野大豆登录pi446958和/或pi483224可用作对应于seq id no 1-5的所述染色体区间的来源。可以将这些染色体区间或其部分引入(即通过使用胚拯救和标志辅助育种(mab)使基因渗入)到大豆品系中以产生对各种疾病如asr具有抗性的大豆品系。表1-5表示seq id no 1-5中与asr抗性相关联的单核苷酸多态性(snp)。表1显示seq id no：1(支架46840)的snp关联，并且表2显示seq idno：2(支架49652)的snp关联。表3显示seq id no：3(支架002687f)的snp关联。表4显示seqid no：4(支架001084f)的snp关联。表5显示seq id no：5(支架000819f)的snp关联。确定了表1-5中鉴定的snp的所有等位基因与针对asr的抗性或易感性显著相关(p＜0.05)。

5、表1：在seq id no：1中与针对asr的增加的抗性

6、相关联的snp位置

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15、表2：在seq id no：2中与针对asr的增加的抗性

16、相关联的snp位置

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58、表3：在seq id no：3中与针对asr的增加的抗性

59、相关联的snp位置

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64、表4：在seq id no：4中与针对asr的增加的抗性

65、相关联的snp位置

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78、表5：在seq id no：5中与针对asr的增加的抗性

79、相关联的snp位置

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84、可以开发寡核苷酸引物(本文中，“引物”)并将其用于鉴定携带seq id no：1、2、3、4和/或5中描述的发现与asr抗性高度相关联的染色体区间中任一个的植物。具体地，关于鉴定或产生具有seq id no：1、2、3、4或5中描述的与asr抗性相关联的染色体区间中任一个或一部分的大豆品系，本领域普通技术人员可以开发引物以检测如表1-5中任一个所鉴定的任何单核苷酸多态性(本文中，“snp”)。测定(例如，通常为两步等位基因鉴别测定或类似测定)、kasptm测定(通常是下文定义的一步等位基因鉴别测定或类似测定)、或两者均可用于鉴定如本文所披露的与增加的asr抗性相关联的snp(例如，如表1-5中描述的有利等位基因)。在示例性两步测定中，使用正向引物、反向引物和两种测定探针(或杂交寡核苷酸)。将正向和反向引物用于扩增包含与asr抗性基因座相关联的snp的遗传基因座(例如，表1-5中所示的任何有利等位基因)。然后使用测定引物(在一些实施例中，这些测定引物被用例如荧光团差异标记以允许在单个反应中区分两种测定探针)来测定存在于snp位置的特定核苷酸，这些测定引物在每对中针对存在于snp位置的核苷酸而彼此不同(尽管注意到在任何给定的对中，探针在它们的5′或3′末端可以不同而不影响它们区分存在于相应snp位置的核苷酸的能力)。在一些实施例中，设计测定引物和反应条件使得测定引物将仅与100％完全匹配的序列的反向互补物杂交，从而允许基于杂交的检测来鉴定存在的哪种或哪些等位基因。

85、提供了用于鉴定、选择和产生具有增强的疾病抗性的大豆属(glycine)植物(包括野生大豆属(例如短绒野大豆)和大豆品系)的组合物和方法。还提供了疾病抗性大豆植物和种质。

86、在一些实施例中，提供了鉴定疾病抗性大豆植物或种质的方法。此类方法可以包括在大豆植物或种质中检测与增强的疾病抗性(特别是asr抗性)相关联的遗传基因座或分子标志(例如snp或数量性状基因座(qtl))。在一些实施例中，遗传基因座或分子标志与包含seq id no 1、2、3、4或5的核苷酸序列或其部分的染色体区间的存在相关联，其中其部分与asr抗性相关联。

87、在一些实施例中，提供了产生疾病抗性大豆植物的方法。此类方法可以包括在大豆植物或种质中检测与增强的病原体(例如asr)抗性相关联的遗传基因座和/或遗传标志的存在，以及从所述大豆种质中产生子代植物。

88、在一些实施例中，提供了选择疾病抗性大豆植物或种质的方法。此类方法可以包括使第一大豆植物或种质与第二大豆植物或种质杂交，其中该第一大豆植物或种质包含衍生自包含与增强的疾病和/或asr抗性和/或耐受性相关联的seq id no 1、2、3、4或5中任一个或其部分的植物登录pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、pi483224或其子代植物中任一个的遗传基因座，并选择具有遗传基因座的子代植物或种质。

89、在一些实施例中，提供了将与增强的病原体抗性相关联的、衍生自大豆登录pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的遗传基因座基因渗入到大豆植物或种质的方法。此类方法可以包括将第一大豆植物或种质(该大豆植物或种质包含与增强的病原体抗性相关联的、衍生自大豆登录pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的染色体区间(例如seq id no：1、2、3、4或5))与第二大豆植物或种质(该大豆植物或种质用缺乏所述基因座)杂交，并任选地将包含所述遗传等位基因的子代植物与第二大豆植物或种质重复回交以产生具有增强的病原体抗性的大豆植物(例如大豆)或种质，该大豆植物或种质包含与增强的asr抗性相关联的、衍生自大豆登录pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的染色体区间。包含与增强的病原体抗性相关联的染色体区间的子代可以通过在其基因组中检测与衍生自大豆登录号pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的所述染色体区间相关联或与其遗传连锁的标志的存在来鉴定，其中所述染色体区间包含seq id no 1、2、3、4或5或其部分，并且该标志可以是如表1-5中描述的有利等位基因中任一个。来自pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的r-基因可以通过使用本领域技术人员已知的胚拯救方法(例如如美国专利7,842,850中披露的，其通过引用并入本文)和通过如本文工作实例(其描述胚拯救的替代方法)中描述的方法基因渗入到大豆品系中。

90、还提供了通过本发明的方法鉴定、产生或选择的大豆植物和/或种质，以及衍生自通过这些方法鉴定、产生或选择的大豆植物或种质的任何子代或种子。在一个实施例中，与seq id no 1、2、3、4或5中任一个中描述的染色体区间的存在相关联的分子标志可用于鉴定或选择对asr具有抗性的植物品系。另外的所述分子标志可以位于所述染色体区间的20cm、10cm、5cm、4cm、3cm、2cm、和1cm内，或者来自如表1-5中任一个中描述的与asr抗性相关联的任何对应的有利等位基因。在另一个实施例中，所述分子标志可以位于如表1-5中任一个中描述的与asr相关联的任何snp标志的20cm、10cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm内。

91、还提供了非天然存在的大豆种子、植物和/或种质，该大豆种子、植物和/或种质包含与增强的病原体(例如asr、胞囊线虫、疫霉菌等)抗性相关联的、衍生自植物登录号pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的一个或多个遗传基因座(本文中，“pi441001”、“pi441008”、“pi446958”、“pi509501”、“pi583970”或“pi483224”)。在具体实施例中，所述遗传基因座包含seq id no1、2、3、4或5和/或如表1-5中描述的任何有利等位基因。

92、与增强的病原体(更具体地是asr)抗性相关联的标志可以包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：与增强的病原体(asr)抗性相关联的单个等位基因或衍生自pi441001、pi441008、pi446958、pi509501、pi583970、或pi483224的一个或多个遗传基因座处的等位基因的组合。在一个实施例中，标志在如seq id no 1、2、3、4或5描述的染色体区间内。在另一个实施例中，标志是如表1-5中描述的有利等位基因中任一个。

93、上述的以及本发明的其他目的和方面将在以下阐述的附图和说明中进行详细解释。