JP7467343B2 - 少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に耐性のホウレンソウ植物 - Google Patents

少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に耐性のホウレンソウ植物 Download PDF

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Description

NCIMB NCIMB 42608
本発明は、Peronospora farinosaのレース(race)に対して新たな耐性を有する栽培ホウレンソウ植物、該植物の種子、細胞培養物および後代、前記耐性を有する植物の使用、ならびにそのような植物を生育する方法に関する。
ホウレンソウ(Spinacia oleracea)は、Amaranthaceae科のSpinacia属の食用植物の一種である。それは西部および中央アジアの原産である。世界のそれらの地域では、ホウレンソウの野生近縁種であるSpinacia turkestanicaおよびSpinacia tetrandraが見られる。
ホウレンソウは、世界の多くの地域で重要な野菜作物であり、ホウレンソウの生産量が最も多いのは中国(2012年の生産量は19500000Mt)で、アメリカ、日本およびトルコがそれに続く(FAOSTAT)。世界で約100万haのホウレンソウがアジアで栽培されており、EU、米国および日本でそれぞれ約35000haが栽培されている(Correll et al.,2011,Eur J Plant Pathol 129:193-205を参照されたい)。ホウレンソウの需要の増加の一部は、消費者の健康への意識の高まりとホウレンソウの有益な特性の認識によるものと考えられる。ホウレンソウの葉には、β-カロチン、ルテイン、葉酸、ビタミンC、カルシウム、鉄および抗酸化物質が豊富に含まれている(米国農務省国立栄養データベース)。新鮮なホウレンソウの需要は近年大幅に増加している。
最近の数十年にわたるこのような生産の増加により、それに付随して、ホウレンソウの最も有害な病原体の1つである、卵菌類のPeronospora farinosa f.sp. spinaciae(Pfs;P. effusaと同義語)のレースによって引き起こされるホウレンソウのべと病の発生率および重症度が増大している。1990年にはPfsの3つのレースしか知られていなかったが、1990年から2017年の間に新たに13のレースが確認されている。Pfsの新たなレースの出現により、この病原体はホウレンソウの生産にとって世界的に大きな脅威になっており、そのため新たな耐性の原因を特定する必要がある。
歴史的に、Pfsのレース1(Pfs:01またはPfs1)は1824年に最初に報告され、レース1への耐性は後に2つのイランにおける寄託(PI140467およびPI140464)において確認され、Califlay(Smith and Zahara,California Agriculture,July 1956)等の商業交配種に組み込まれた。1958年にはPfsのレース2が出現し、数年後、レース1および2に耐性を付与する単一の優性遺伝子が同定された(Smith et al.1961 and 1962)。1976年にはレース3が出現し、1990年にはレース4が同定され、両方の株に対する耐性がすぐに見出された。その後の新たなレースの急速な出現は、さらなる新たな耐性遺伝子の同定およびそれらの商業品種への組み込み、ならびに分化苗試験等の規格化された試験の発達をもたらした(国際種子連盟-Guidelines for Spinach Downy Mildew,Dec 2015および“Differential Sets-Peronospora farinosa f.sp. spinaciae”,Aug 2016;worldseed dot org/isf/differential_hosts dot htmlのワールドワイドウェブを参照されたい)。これらの品種のいくつかは、以下の表1に示すように、Pfsの単離株のレースを決定するための判別宿主(host differential)としても使用される。
Figure 0007467343000001
2016年にはべと病の新たなレースが同定された(Plantum press release March 15th,2016)。単離株は、2015年3月に米国カリフォルニア州サリナスで最初に同定され、最初はUA201519B(UA1519Bとも呼ばれる)と指定された。単離株は、標準的な一連の判別品種(differential variety)に対する試験において疾患の発生を評価され、International Working Group on Peronospora(IWGP)により、単離株が新たなレースであると判定された。同じ反応パターンの単離株が多くの場所で発生していることが明らかになり、IWGPはそれをPfs:16と命名した。これは、本明細書において表1として示されている標準的な判別表に追加された。
2018年に、別の新たなレースがIWGPによって、Pfs17(UA1014またはUS1602)と命名された。また、単離株Pfs1~Pfs17を識別するために、国際種子連盟(ISF)によって新しい判別宿主のセットが公開された。worldseed.org/our-work/plant-health/differential-hosts/のワールドワイドウェブで、「Spinach-downy-mildew_April2018.pdf」と呼ばれるリンク「Downy Mildew」のドキュメントを参照されたい)。
市販のホウレンソウの品種はほとんどが交配種であり、雄と雌との近交系を交配することによって生産されますが、いくつかの開放受粉させた品種も存在する。雄および雌の親系統は通常、それぞれ異なる耐性遺伝子を持っている。例えば、交配種のAndromeda(Nunhemsにより交配;特許出願US8563807を参照されたい)は、Pfs1~12およびPfs14に対して耐性である。この品種では、Pfs1、3、5、8、9、11、12および14に対する耐性が、1つの近交系の親系統からの耐性遺伝子によって付与され、Pfs1~10に対する耐性が、他の近交系の親系統からの耐性遺伝子によって付与される。両方の親系統は耐性遺伝子がホモ接合型である。特に、一部の耐性遺伝子が優性でないか、かつ/または同じ遺伝子座にマッピングされており、既知の耐性遺伝子のすべてを交配種において積み重ねる(stack)ことができないため、耐性の最適な組み合わせは難題である。したがって、ホウレンソウの交配の分野では、追加の耐性遺伝子が常に望まれている。
WO2015054339には、Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeに対する広範囲の耐性を付与するSpinacia tetrandraからの遺伝子移入された遺伝子座をゲノム中に含むSpinacia oleraceaホウレンソウ植物」が記載されており、前記広範囲の耐性が「Peronospora farinosa f.sp。 spinaciae(Pfs)のレース7、10、11、12、13および14に対する耐性、またはレース1~14およびPeronospora farinosa f.sp. spinaciae(Pfs)のUA4712に対する耐性」(単離株UA4712は、後にIWGPによりPeronospora farinosa f.sp. spinaciae(Pfs)レース15と命名された)を含むこと、「遺伝子移入された遺伝子座は、Spinacia tetrandraのゲノム中で配列番号1または2と少なくとも95%同一である配列に隣接して配置されることが規定されている」こと、および「S. tetrandraからのDM耐性は、公開されているマップの第6染色体上の0.0cMのマーカーE33/M62-231と10.3cMのマーカーE39/M47-203との間に存在する」ことが記載されている(Khattak et al al.,Euphytica 148:311-318,2006)。耐性付与遺伝子座に隣接して配置される、WO2015054339の配列番号1および2は、それぞれ配列番号4および5として本明細書に追加されている。
WO2013064436(EP2586294)には、「ホウレンソウ植物にべと病菌のレースPfs1、Pfs2、Pfs3、Pfs4、Pfs5、Pfs6、Pfs9、Pfs11、Pfs12、Pfs13およびUA4410に対する耐性を付与するR6と命名された新たな耐性遺伝子」が記載されている(WO2013/064436の19ページの表1も参照されたい;UA4410型株は、2011年以来、IWGPによりPfs14と指定されている)。マーカーは提供されていない。R6がPfsのレース7、8および10に対する耐性を付与することは記載されていない。
EP2912940(US2015240256)には、「対立遺伝子A、対立遺伝子Vtおよび対立遺伝子Cからなるグループから選択される対立遺伝子の組み合わせ」によって付与されるPeronospora farinosaに耐性の植物・・・「対立遺伝子の組み合わせは対立遺伝子AおよびCを含み、植物は少なくともPeronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレース7、8、10、11、12、14および単離株UA4712に耐性であるか;対立遺伝子の組み合わせは対立遺伝子AおよびVtを含み、植物は少なくともPeronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレース7、8、10、11、12、13および14に耐性であるか;または対立遺伝子の組み合わせは対立遺伝子CおよびVtを含み、植物は少なくともPeronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレース7、8、10、11、12、13および単離株UA4712に耐性である」(下線を追加)ことが記載されている。単離株UA4712は、現在ではPfs15として知られている。したがって、EP2912940に開示されている耐性は対立遺伝子の組み合わせに係るものである。
US9402363には、「R15対立遺伝子を含むホウレンソウ植物を同定する方法であって、前記対立遺伝子が少なくともPeronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレースPfs:1、Pfs:2、Pfs:3、Pfs:4、Pfs:5、Pfs:6、Pfs:9、Pfs:11、Pfs:12、Pfs:13、Pfs:14、Pfs:15および単離株UA1014に対する耐性を付与し、かつ、Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレースPfs:7に対する耐性を付与せず、前記対立遺伝子は、代表的なサンプルがNCIMBアクセッション番号42466でNCIMBに寄託された種子から栽培された植物に見られるものである方法」、およびそのための20cM(センチモルガン)内の4つのマーカー配列が記載されている。さらに、「・・・見出されたように、ホモ接合状態では、R15対立遺伝子は、Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレースPfs:8に対する耐性、およびPfs:10に対する少なくとも中間の耐性を付与する」。単離株UA1014は現在、IWGPによって承認された番号を付与されたPfsのレースではない。US9402363には、「少なくともレースPfs:8、Pfs:10に対して中間の耐性を示し、Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレースPfs:7に対する耐性を付与しない”ことが開示されている。Pfs:8、Pfs:10に対する耐性は、以下のように機能することがさらに記載されている「対立遺伝子を付与するR15耐性のホモ接合性またはヘテロ接合性の存在は、Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeのPfs:8およびPfs:10についての本発明の形質の発現に影響を与える」。
US20170127641には、「Peronospora farinosaのレース1~9、11~15および単離株UA1014APLPに対する耐性を有するホウレンソウ植物」が記載されている。単離株UA1014APLPは現在、IWGPによって承認された番号が付与されたPfsのレースではない。US20170127641には、Pfsのレース10に対する耐性は開示されていない。US20170127641には、Pfsのレース3~5に対する耐性は開示されていない。耐性遺伝子のマーカーは開示されていない。
US20170127642には、「Peronospora farinosaのレース1~9、11~15および単離株UA1014APLPに対する耐性を有するホウレンソウ植物」が開示されている。単離株UA1014APLPは現在、IWGPによって承認された番号が付与されたPfsのレースではない。US20170127642には、Pfsのレース10に対する耐性は開示されていない。US20170127642には、Pfsのレース3~5に対する耐性は開示されていない。耐性遺伝子のマーカーは開示されていない。
WO2017194073には、「少なくとも公式に認められたPeronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレースPfs:1、Pfs:2、Pfs:3、Pfs:4、Pfs:5、Pfs:6、Pfs:7、Pfs:8、Pfs:9、Pfs:10、Pfs:11、Pfs:12、Pfs:13、Pfs:14、Pfs:15およびPfs:16に対する、R遺伝子非媒介性(non R-gene mediated)の広範囲のスペクトル耐性であって、前記耐性はp10と指定された新たな遺伝子材によって引き起こされ、p10遺伝子座により引き起こされる前記耐性は少なくとも中間レベルのものである」こと、および「優性R遺伝子によって媒介される耐性と対照的に、本発明のp10遺伝子座はホモ接合的に存在する場合にのみ耐性を提供する」ことが記載されている。
Correll et al., 2013には、Pfs1-15およびUA1414、UA1012およびUA1312を含む他のいくつかのP. farinosaの単離株に対して耐性である品種CoatiとMeerkatが記載されている。CoatiとMeerkatはF1の交配種である。Meerkatは後にPfsのレース16に対して感受性であることが示された(Plantum press release,March 15th 2016)。
品種Callisto F1は、Nunhemsによって交配されたホウレンソウ品種であり、HRまたは高耐性と呼ばれるPfsのレース1~14およびPfs16に対する耐性を有する。それは交配種であり、Pfs耐性は様々な優性遺伝子を積み重ねることにより得ることができる。a.o.Correl et al., 2011に記載される遺伝子RPF3(R3としても公知)は、Pfs16に対する耐性を付与する。
品種Novico F1は、Nunhemsによって交配された産業型(industry type)のホウレンソウであり、HR(高耐性)と呼ばれるPfsのレース1~12および14~16に対する耐性を有する。それは交配種であり、Pfs耐性は様々な優性遺伝子を積み重ねることにより得ることができる。a.o.Correl et al., 2011に記載される遺伝子Rpf3は、Pfs16に対する耐性を付与する。
品種Palco F1は、Nunhemsによって交配された産業型のホウレンソウであり、HRと呼ばれるPfsのレース1~5、8、9、11、12、14および16に対する耐性を有する。それは交配種であり、Pfs耐性は様々な優性遺伝子を積み重ねることにより得ることができる。Rpf3は、Pfs16に対する耐性を付与する。
品種Scorpius F1は、Nunhemsによって交配された生食用のホウレンソウであり、HRと呼ばれるPfsのレース1~14および16に対する耐性を有する。それは交配種であり、Pfs耐性は様々な優性遺伝子を積み重ねることにより得ることができる。Rpf3は、Pfs16に対する耐性を付与する。
上記の品種Andromeda F1は、Nunhemsによって交配された生食用のホウレンソウであり、HRと呼ばれるPfsのレース1~12および14~16に対する耐性を有する。それは交配種であり、Pfs耐性は様々な優性遺伝子を積み重ねることによって得ることができる。Rpf3は、Pfs16に対する耐性を付与する。
他の様々な企業も、耐性遺伝子の蓄積を含むホウレンソウ品種を販売している。新しく導入されたホウレンソウの品種は、そのほとんどが交配種である。
WO2015036378には、「RPF13と指定される新たな優性耐性遺伝子」が開示されている。この遺伝子は、「単一の遺伝子により付与される、・・・少なくともPeronospora farinosaのレース7~14に対する耐性」をもたらす。この遺伝子は、・・・さらに任意に、Peronospora farinosaのレース1~6の1つ以上またはすべてに対する耐性、または少なくともPfs1~2およびPfs4~6に対する耐性を付与する。単離株UA4712は現在、Pfs15として知られている。本明細書の実施例でも示されるように、RPF13は、Pfs16に対する耐性を付与しない。
WO2015036469には、「RPF12と指定される新しい優性耐性遺伝子」が開示されている。この植物は、「単一の遺伝子により付与される、・・・少なくともPeronospora farinosaのレース7~14に対する耐性」をもたらす。・・・RPF12は、・・・さらに任意に、Peronospora farinosaのレース1~6の1つ以上またはすべてに対する耐性、または少なくともPfs1~2およびPfs4~6に対する耐性を付与する。本明細書の実施例でも示されるように、RPF12は、Pfs16に対する耐性を付与しない。同様に、品種PegasumはRPF12を有し、レースPfs16に対して感受性であることが記載されており、Correll and Koike,Race diversity and the biology of spinach downy mildew pathogene,CLGRB Annual Report,April 1 2016~March 31 2017の表3を参照されたい。
EP2848114には、「本発明は、少なくともPeronospora farinosaのレース7~14に対する耐性を有するホウレンソウ植物を提供し、前記耐性は単一の遺伝子によって付与される。・・・RPF11は、・・・さらに任意に、Peronospora farinosaのレース1~6の1つ以上に対する耐性を付与する。したがって、一つの態様において、RPF11遺伝子は、植物中でホモ接合型またはヘテロ接合型の場合、現在知られているすべての病原性Pfsレースであるレース1~14に対する耐性を付与する」ことが開示されている。本明細所の実施例でも示されるように、RPF11は、Pfs16に対する耐性を付与しない。同様に、品種Virgo、VolansおよびAntaliaはRPF11を有し、Pfs16に対して感受性であることが記載されており、Correll and Koike,Race diversity and the biology of spinach downy mildew pathogen,CLGRB Annual Report,April 1 2016~March 31 2017の表3を参照されたい。
Xu, C. et al.(2017,Nat. Commun. 8,15275 doi:10.1038/ncomms15275)「Draft genome of spinach and transcriptome diversity of 120 Spinacia accessions」(2017)により、ホウレンソウの中国品種Sp75のゲノム配列が公開された。その配列は、spinachbase.orgのワールドワイドウェブにあるオンラインデータベース「SpinachBase」で分析することができる。ここでは、ホウレンソウの6つの染色体を、例えばブラスト分析により照会することができる。
育種家が、すべてのIWGP承認Peronospora farinosaレース、すなわちPfsレース1~16に対する耐性を有するホウレンソウ品種、または少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性を有する品種を作出しようとする場合、育種家はいくつかの公知の耐性遺伝子を組み合わせる必要がある。Peronospora farinosaの公知のすべてのレースに対する耐性、またはPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性を付与する単一の遺伝子は知られておらず、特に少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する優性耐性を付与する単一の遺伝子は知られていない。一部のPfs耐性遺伝子は対立遺伝子であるため、すべての耐性遺伝子を組み合わせること(すべての積み重ね(full stack))はできない。これにより耐性遺伝子の可能な組み合わせが制限されるため、新たな組み合わせを可能にする新たな遺伝子が強く求められている。
上記のCorrell and KoikeおよびFeng et al.(2014)、Plant Disease,Vol.96 No.1,page145-152等の文献に基づいて、様々なRPF耐性遺伝子によってもたらされるPfsレースに対する耐性は、以下のように要約することができる(-=耐性、+=感受性):
Figure 0007467343000002
特にPfs16およびPfs17等の新たなレースに対する新たな耐性遺伝子を提供することが求められている。
本発明の目的は、ホウレンソウの野生近縁種からの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物を提供することであり、前記断片は少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16、好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与する単一の遺伝子を有する。さらに、少なくとも遺伝子がホモ接合型の場合、遺伝子はPfsレース1~7に対する耐性ならびにPfsレース12および14に対する耐性を付与する。さらなる態様において、遺伝子は、Pfs単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性、特に新たなレースPfs17に対する耐性も付与する。新たなレースPfs17に対する耐性も優性であると思われる。このように、ホモ接合型である場合、前記遺伝子は、レースPfs1~9、11~14および16および17に対する耐性を付与し、それにより遺伝子がヘテロ接合型である場合、少なくともレース8、9、11、13、16に対する耐性(およびおそらくはPfs17に対する耐性も)もまた付与される。これらの他のレースに対する優性は、本明細書に記載されるように当業者によって容易に試験され得る。
遺伝子は、ホモ接合型またはヘテロ接合型のいずれの場合であっても、Pfsレース10および15に対する耐性を付与しない。
遺伝子を含む遺伝子移入断片は、ホウレンソウの野生近縁種からのものである。一つの好ましい態様において、ホウレンソウの野生近縁種は、Spinacia turkestanicaである。
耐性遺伝子はRPF15と指定される。
ホモ接合型(2コピー)の場合、Pfs1~Pfs9、Pfs11~Pfs14およびPfs16およびPfs17のレースに対する耐性、すなわち公知の17レースのうち合計で15に対する耐性を付与する。重要なことに、耐性はレースPfs8、9、11,13および16に対して優性であり(すなわち、RPF15遺伝子の1つのコピー、またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片は、特定のレースに対する耐性を付与するのに十分である)、おそらくPfs17に対しても優性である。優性を試験または確認するために、感受性のホウレンソウ植物においてRPF15遺伝子がヘテロ接合型で存在する必要があり、次いで、Pfs17等の様々なPfsレースに対する耐性を試験することができる。ホウレンソウのゲノム中に遺伝子移入断片のコピーが1つしか存在しない場合でも、RPF15遺伝子が特定のレースに対する耐性を付与する場合は、そのレースに対する耐性が優性である。
RPF15遺伝子がホモ接合型である場合、Pfs12および14に対する耐性は、中等度(intermediate)の耐性として分類され、これは、レースPfs12またはPfs14を接種された植物が白化および/または胞子形成のいくらかのわずかな兆候を示す場合があるものの、より後の段階においてであり、感受性の植物よりは極めて低い程度であることを意味する。通常の土壌状態において、該土壌において(後の段階においてではあるが)いくらかの疾患の兆候が進展する結果となるようなこれらのレースによる非常に高い疾患圧力がない限り、植物はこれらのレースに対する耐性を有する。したがって、本明細書の全体にわたり、RPF15により付与されるPfs12およびPfs14に対する「耐性」について言及され、該耐性とは、公知文献において知られているような、また、通常は記号(-)を用いて示されるような中等度の耐性であることが理解される。
一つの実施形態において、RPF15は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する優性耐性、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与し、少なくともRPF15がホモ接合型である場合には、Pfsレース1~7に対する耐性、Pfsレース12および14に対する耐性、ならびにPfs単離株UA0514および他のPfs単離株に対する耐性をさらに付与する。したがって、本発明の目的は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する優性耐性、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与し、かつ、前記遺伝子がホモ接合型である場合に、公式に指定された17レースの少なくとも15種(すなわち、Pfs1~9、Pfs11~14ならびにPfs16および17)に対する優性耐性を付与する単一の遺伝子を提供することである。
本発明の一つの態様において、RPF15は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する優性耐性、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与し、少なくとも前記遺伝子(または前記遺伝子を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型である場合にはPfsレース1、2、3、4、5、6および7に対する耐性をさらに付与し、前記遺伝子(または前記遺伝子を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型である場合にはPfsレース12および14に対する耐性を付与する。
一つの態様において、RPF15遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性(例えば、Emboss program Needleを用いてペアで整列させた場合)を有する配列内の同等の位置にアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドに連結しており、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列内の同等の位置にシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結している。したがって、一つの態様において、ホウレンソウ植物、または前記ホウレンソウ植物の部分、または種子、または細胞、またはホウレンソウ植物細胞の細胞培養物は、そのゲノム中に、ドナー植物からの遺伝子移入断片を含む組換え染色体を含み、該遺伝子移入断片は、配列番号1のヌクレオチド106にアデニンを有するSNP_01と連結されるか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、前記耐性ドナーSNP_01ヌクレオチドを保持する配列と連結され、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシンを有するSNP_02と連結されるか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、前記耐性ドナーSNP_02ヌクレオチドを保持する配列と連結されるRPF15遺伝子を含む。ホウレンソウは二倍体であるため、SNP_01およびSNP_02を有する遺伝子移入断片がホモ接合型で存在する場合、SNP_01の植物の遺伝子型、すなわち配列番号1のヌクレオチド106はAAであり、SNP_02の植物の遺伝子型、すなわち配列番号3のヌクレオチド184はCCである。SNP_01を有する遺伝子移入断片がヘテロ接合形態で存在する場合、SNP_01の植物の遺伝子型、すなわち配列番号1のヌクレオチド106はAC、AGまたはATであり、SNP_02を有する遺伝子移入断片がヘテロ接合形態で存在する場合、SNP_02の植物の遺伝子型、すなわち配列番号1のヌクレオチド184はCA、CGまたはCTである。
一つの態様において、RPF15を含む遺伝子移入断片は、配列番号1のヌクレオチド106、または、例えばEmboss program Needleを用いてペアで整列させた場合の同等のヌクレオチドにおいてアデニンを有する、配列番号1、または配列番号1と少なくとも90%の配列同一性を有する配列を含み、かつ/または前記遺伝子移入断片は、配列番号3のヌクレオチド184、または、例えばEmboss program Needleを用いてペアで整列させた場合の同等のヌクレオチドにおいてシトシンを有する、配列番号3、または配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有する配列を含む。
本明細書において特定の位置、例えば配列番号1のヌクレオチド106、または配列番号3のヌクレオチド184、「または配列番号と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列のヌクレオチド114」におけるSNP遺伝子型に言及する場合、これは、SNP遺伝子型が、変異体配列中、すなわち言及された配列番号と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を含む配列中の同じヌクレオチド(例えば、配列番号1のヌクレオチド106、または配列番号3のヌクレオチド184に相当する)と同じ(に対応する)ヌクレオチドにおいて変異体配列に存在することを意味する。例えば、変異体配列は1ヌクレオチドまたは数ヌクレオチド短い場合があり得るが、変異体配列と言及された配列番号とを組にして整列させた場合、変異体配列のどのヌクレオチドが同じヌクレオチドと同等であるか(対応するか)が分かる。SNP_01の変異体配列において、例えば、これは言及された配列のヌクレオチド106に等しい、変異体配列のヌクレオチド番号105または107であり得る。SNP_02の変異体配列において、例えば、これは言及された配列のヌクレオチド184に等しい、変異体配列のヌクレオチド番号183または185または190であり得る。
ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物、または前記植物の部分、またはその種子を提供することも本発明の目的であり、前記断片は新たな耐性遺伝子RPF15を含み、それにより、前記植物は少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する優性耐性を示し、好ましくは少なくともPfsレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を示す。栽培ホウレンソウ植物、またはその植物の部分、またはその種子は、少なくともRPF15遺伝子がホモ接合型で存在する場合、Pfsレース1~9の1つ以上に対して、Pfs11~14、16~17に対して、ならびにPfs単離株UA0514sに対して耐性である。栽培ホウレンソウ植物に遺伝子移入された前記断片は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)であるか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01についての耐性ドナーヌクレオチドを有し、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンであるか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02についての耐性ドナーヌクレオチドを有する。
したがって、一つの態様において、ホウレンソウ、特にS.turkestanicaの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物が提供され、この遺伝子移入断片は、遺伝子がホモ接合型であり、遺伝子移入断片が配列番号1のヌクレオチド106(SNP_01)にアデニンを有し、それにより、遺伝子移入断片についてホモ接合性のホウレンソウ植物がSNP_01の遺伝子型「AA」を有する場合、かつ/または前記遺伝子断片は、配列番号3のヌクレオチド184(SNP_02)にシトシンを有し、それにより該遺伝子移入断片についてホモ接合性であるホウレンソウ植物はSNP_02について遺伝子型「CC」を有する場合に、少なくともPeronospora farinosaのレース1~9、11~14および16および17に対する耐性を付与する遺伝子を含む。
また、栽培ホウレンソウ植物、または前記植物の部分、またはそのような植物を生育させることができる種子、または細胞、またはホウレンソウ細胞の細胞培養物を提供することも本発明の目的であり、前記部分または前記細胞は、耐性遺伝子RPF15を含む植物に再生することができ、前記栽培植物または再生植物は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対して、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対して優性耐性を有し、好ましくは配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)であるか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01についての耐性ドナーヌクレオチドを有し、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンであるか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性(例えば、Emboss program Needle、デフォルトのパラメータを用いてペアで整列させた場合)を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02についての耐性ドナーヌクレオチドを有する。栽培ホウレンソウ植物、その植物部分または前記種子は、少なくともRPF15遺伝子(または遺伝子を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型である場合に、Pfsレース1~7、12および14、またはさらに別の選択肢では、Pfs単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対してさらなる耐性を有する。
さらなる目的において、本発明は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16および17に対する耐性、および少なくともRPF15遺伝子がホモ接合型である場合にPfsレース1~7、12および14に対するさらなる耐性、ならびにPfs単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対するさらなる耐性を有する栽培ホウレンソウ植物を作出する方法を提供し、前記植物は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)であるか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01についての耐性ドナーヌクレオチドを有し、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンであるか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性(例えば、Emboss program Needle、デフォルトのパラメータを用いてペアで整列させた場合)を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02についての耐性ドナーヌクレオチドを有する。
したがって、一つの態様において、ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物が提供され、前記遺伝子移入断片は、ヘテロ接合型およびホモ接合型の場合に少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16および17に対する耐性を付与する単一の遺伝子を含み、前記遺伝子は、ヌクレオチド106(SNP_01)においてアデニンを有する配列番号1、または配列番号1と少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号1のヌクレオチド106と同等のヌクレオチド位置にアデニンを有する配列に連結されており、かつ/またはヌクレオチド184(SNP_02)においてシトシンを有する配列番号3、または配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号3のヌクレオチド184と同等のヌクレオチド位置にシトシンを有する配列に連結されている。
ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物、植物部分または細胞を同定または選択するための方法も提供され、前記遺伝子移入断片は、ヘテロ接合型およびホモ接合型の場合に少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与する単一の遺伝子を含み、前記方法は:
配列番号1のヌクレオチド106(SNP_01)におけるアデニンの存在、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置におけるアデニンの存在を決定すること、および/または配列番号3のヌクレオチド184(SNP_02)におけるシトシンの存在、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置におけるシトシンの存在を決定することを含む。
この方法は、RPF15遺伝子によって付与されるものとして本明細書において言及されているPfsレースの1つ以上に対する耐性表現型を試験することをさらに含んでもよい。
配列番号1のヌクレオチド106または変異体配列の同等のヌクレオチドにおけるアデニンの存在、および配列番号3のヌクレオチド184または変異体配列の同等のヌクレオチド(例えば、位置190)におけるシトシンの存在は、SNP遺伝子型決定法、シーケンシング等の当技術分野で公知の様々な方法によって決定することができる。
また、本発明は、耐性遺伝子RPF15を含む栽培ホウレンソウ植物、その植物部分、またはそのような植物に生育させることができる種子、ならびに細胞または細胞培養物を提供し、前記遺伝子は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された栽培ホウレンソウ種子または前記種子から誘導される後代の中に存在するか、またはそれらから得ることができるか、またはそれらから誘導することができるような遺伝子である。
したがって、一つの態様において、ホウレンソウ、特にS.turkestanicaの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物が提供され、この遺伝子移入断片は、遺伝子がヘテロ接合型である場合には少なくともPeronospora farinosaレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与する遺伝子を含み、かつ、遺伝子がヘテロ接合型である場合にはレース1~9、11~14、16および17に対する耐性を付与する遺伝子を含み、かつ、前記遺伝子移入断片は、配列番号1のヌクレオチド106(SNP_01)にアデニンおよび/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシンを有し、前記遺伝子は、種子から生育した植物中に存在する遺伝子であり、その代表的な試料は受託番号NCIMB42608として寄託されている。
Peronospora farinosaのレース8、9、11、13、16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有するSpinacia oleracea種のホウレンソウ植物が提供され、前記耐性は単一遺伝子を含む遺伝子移入断片によって付与され、前記遺伝子移入断片は配列番号1のヌクレオチド106のSNP_01にアデニン、および/または配列番号3のヌクレオチド184のシトシンを有し、前記遺伝子は、種子から生育した植物中に存在する遺伝子であり、その代表的な試料は受託番号NCIMB42608として寄託されている。
前記ホウレンソウ植物の後代植物も提供され、前記後代植物は、耐性遺伝子を含み、配列番号1のヌクレオチド106におけるSNP_01のアデニン、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるSNP_02のシトシンを有する遺伝子移入断片を保持し、この遺伝子は、遺伝子がヘテロ接合型である場合にPeronospora farinosaのレース8、9、11、13、16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与する。
さらに、本発明は、ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含む、栽培ホウレンソウ植物、その植物部分、またはそのような植物に生育させることができる種子、ならびに細胞または細胞培養物を提供し、上記断片は、耐性遺伝子RPF15を含み、この遺伝子移入断片は、アクセッション番号NCIMB42608で寄託された栽培ホウレンソウ種子中に存在するか、またはそれから得ることができるか、またはそれから誘導することができる断片であるか、またはRPF15を保持する上記遺伝子移入断片のサブ断片を含む。一つの態様において、上記遺伝子移入断片またはサブ断片は、配列番号1のヌクレオチド106においてアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置においてアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドを含み、かつ/または上記遺伝子移入断片またはサブ断片は、配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性(例えば、Emboss program Needleを用いてペアで整列させた場合)を有する配列の同等の位置にシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドを含む。
本発明はまた、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有し、少なくとも耐性遺伝子がホモ接合型である場合にはPfsレース1~7、12および14の1つ以上に対する、およびPfs単離株UA0514に対するさらなる耐性を有する栽培ホウレンソウ植物、またはその種子、植物部分または細胞もしくは細胞培養物を作出または同定する方法を提供する。本発明はさらに、任意に配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドを使用して、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性(例えば、Emboss program Needleを用いてペアで整列させた場合)を有する配列の同等の位置にシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドを使用して、RPF15遺伝子またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片を同定、選択または検出する方法を提供する。
本発明の一つの態様において、耐性遺伝子RPF15は、配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドと連結されており、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドと連結されている。
一つの態様において、耐性遺伝子RPF15は、組換え染色体上の遺伝子移入断片またはそのような断片の一部に位置する。一つの実施形態において、遺伝子移入断片はホウレンソウゲノムの第3染色体上に位置し、第3染色体は、データベースSpinachBase中に見出され、Xu et al.(2017、上記)に記載されている染色体である。SNP_01は、データベース中の第3染色体の1090954ヌクレオチドに位置する。前記データベースにおいて、SNP_02は第3染色体のヌクレオチド607751に位置している。ここで、RPF15を含む遺伝子移入断片を含まない栽培中国ホウレンソウ品種の配列において、SNP_01は第3染色体のヌクレオチド1090954にアデニンを有し、SNP_02は第3染色体のヌクレオチド607751にシトシンを有する。一つの態様において、RPF15遺伝子は、第3染色体のヌクレオチド607751のSNP_02(0.6Mb)と第3染色体のヌクレオチド1219930(1.2Mb)との間に位置する。したがって、RPF15遺伝子が見出される第3染色体の領域は比較的小さい(0.6Mb領域)。シーケンシングまたはファインマッピングにより、その領域をさらに絞り込むことができ、その領域に見出される遺伝子のCrispr/Cas遺伝子編集を使用して、領域中に存在する野生ドナーから遺伝子移入した遺伝子のうち、耐性表現型に寄与しているものを示すことができる。
他の態様において、RPF15遺伝子は、SNP_01とSNP_02との間に位置し、これは、前記SNPマーカーが前記遺伝子の異なる側に位置することを意味する。本明細書における「単一遺伝子」への言及は、耐性の分離が、単一遺伝子または遺伝子座の分離比を有することが見出されたことを意味することに留意されたい(実施例を参照のこと)。「単一遺伝子」または遺伝子座として分離する遺伝子移入断片上に密接すて連結されるいくつかの遺伝子が存在する可能性があることを排除するものではない。
したがって、本発明の一つの態様において、栽培ホウレンソウ植物、またはそのような植物を生育することができる種子、または植物部分、または栽培ホウレンソウの細胞/細胞培養物は、ホウレンソウの野生近縁種からの遺伝子移入断片を含み、前記断片はRPF15を含み、好ましくはSNP_01および/またはSNP_3に野生ドナーSNPヌクレオチドを含む。RPF15を含むDNA断片は、ホウレンソウの野生近縁種(耐性遺伝子のドナー)から遺伝子移入され、好ましい一つの態様においては、ホウレンソウの野生近縁種はSpinacia turkestanicaである。遺伝子は栽培ホウレンソウ(再生親)に遺伝子移入される。したがって、本発明は、ホウレンソウの野生近縁種からの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物、またはそのような植物を生育することができる種子、植物部分、またはその細胞培養物を提供し、遺伝子移入断片はRPF15遺伝子、および任意に配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を含むか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にアデニンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01、および/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するかまたは配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にシトシンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02を含む。
本発明の一つの態様において、本発明の植物は、遺伝子移入断片についてヘテロ接合性であり、配列番号1の位置106、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にヌクレオチドA、および/または配列番号3の位置184、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にヌクレオチドCを有する1つの染色体を含む。本発明のさらに別の態様において、本発明の植物は、遺伝子移入断片についてホモ接合性であり、配列番号1の位置106、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にヌクレオチドA、および/または配列番号3の位置184、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にヌクレオチドCを有する2つの染色体を有する。好ましくは2つの染色体は同じ遺伝子移入断片を有し、すなわち遺伝子移入断片のヌクレオチド配列ならびに断片のサイズおよび位置が同じである。
RPF15耐性遺伝子を含む植物または植物部分または細胞の選択に使用され得る1つ以上のDNAマーカーを提供することがさらなる目的である。本明細書において提供される1つのマーカーは、配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にAを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01、および/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にCを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02である。RPF15遺伝子および/または遺伝子移入断片に連結された他のDNAマーカーは、当業者によって、ドナーのS.turkestanicaの断片を同定するために、例えばNCIMB42608に存在する遺伝子移入断片を含む第3染色体の領域をシーケンシングすることによって構築することができる。S.turkestanicaの断片とS.oleraceaとの間の多型は、例えば、RPF15を含む遺伝子移入断片を選択または同定するマーカーとして使用することができる。
当業者であれば、寄託された種子のゲノムをシーケンシングすることにより、単一の特定のS.turkestanicaドナー植物/系統(遺伝子多型であり、第3染色体において置換されるS.oleraceaの配列とは異なり、他のS.turkestanica植物/系統とも異なる特定のヌクレオチド配列を有する)の遺伝子移入断片を同定することができる。また、ホウレンソウ植物が同じ耐性表現型を有する場合であっても、遺伝子移入断片を使用することによって、本発明の植物と他のホウレンソウ植物とを区別することができる。例えば、RPF15を含み、寄託された種子NCIMB42608のようなヌクレオチド配列を有する、本発明において使用される単一の特定のドナー植物は、NCIMB42607(RPF14を含む)、NCIMB42159(RPF12を含む)、NCIMB42158(RPF11を含む)の作出に使用されるドナー植物とは異なるドナー植物である。したがって、各遺伝子移入断片は、耐性遺伝子が異なるだけでなく、そのサイズ、染色体の領域およびヌクレオチド配列も固有のものである。
また、前記耐性遺伝子を含む植物または植物部分または細胞を作出または同定するための方法が提供される。いくつかの態様において、例えば、1つ以上の核酸プローブとRPF15を含むことが予想される植物の核酸とをハイブリダイズする(例えば、配列番号1もしくは配列番号3、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、配列番号1のヌクレオチド106または同等の位置にアデニンを有する配列にハイブリダイズするか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、配列番号1のヌクレオチド184または同等の位置にシトシンを有する配列にハイブリダイズする)こと、または1つ以上の核酸プライマーを使用してRPF15を含むことが予想される植物の核酸を増幅することを含む、RPF15と指定される耐性遺伝子、またはSNP_01もしくは配列番号1またはSNP_02もしくは配列番号3等の前記遺伝子に連結されたDNAマーカーを選択、同定および/または検出するための方法が提供される。プライマーは、例えば、SNP_01またはSNP_02を検出し、SNP_01またはSNP_02のSNP遺伝子型を決定することができるように作製することができる。
RPF15は、ホウレンソウの野生近縁種(ドナーまたは耐性遺伝子ドナー)から栽培ホウレンソウ(再生親またはレシピエントとも呼ばれる)に、好ましくはS.turkestanicaから遺伝子移入される。一つの態様において、ホウレンソウの野生近縁種からの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物または植物部分が提供され、遺伝子移入断片はRPF15遺伝子を含み、任意にRPF15遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドに連結され、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にCを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結される。
また、RPF15を含む植物または植物部分または種子または細胞、または細胞培養物の同定のための遺伝子と物理的に連結された遺伝子の使用および/または分子マーカー(特に、一塩基多型またはSNP、より具体的には配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置にAを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01、および/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置にCを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02)の使用、およびRPF15を含む植物または植物部分または種子または細胞、または細胞培養物の同定または作出においてそのようなマーカーを使用する方法が適用される。
一つの態様において、栽培ホウレンソウは、組換え染色体、特に組換え第3染色体(上記のXu et al.,2017で言及される)を含み、前記染色体は、次に、RPF15を含む遺伝子移入断片を含み、任意に、一つの態様においては、遺伝子移入断片は、SNP_01の耐性ドナーヌクレオチド(すなわち、配列番号1のヌクレオチド106のアデニン、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にあるA)を有し、かつ/またはSNP_02の耐性ドナーヌクレオチド(すなわち、配列番号3のヌクレオチド184のシトシン、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にあるC)を有する。さらなる態様において、前記植物の残りの染色体は栽培ホウレンソウ染色体である。一つの実施形態において、組換え染色体は第3染色体である(上記のXu et al.,2017で言及される)。
一つの態様において、遺伝子移入断片(RPF15を含む)は、第3染色体の上流部(SpinachBaseに存在するように)に存在し、前記上流部は、第3染色体の0Mb~2.0Mbである。一つの態様において、RPF15は、第3染色体の0.4Mbから開始され1.5Mbで終了する領域中に位置する。一つの態様において、遺伝子移入断片は、2Mb以下のサイズであり、RPF15遺伝子を含む。一つの態様において、遺伝子移入断片は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する断片と同じヌクレオチド配列および同じサイズを有し、RPF15遺伝子(本明細書に記載の耐性表現型を付与する)を含む。一つの態様において、遺伝子移入断片は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する断片と同じヌクレオチド配列を有し、RPF15遺伝子(本明細書に記載の耐性表現型を付与する)を含むが、寄託された種子中に見出される断片よりもサイズが小さい。したがって、例えば、フルサイズの断片の一部、例えばRPF15遺伝子の両側が、組み換えによって除去され得る。一つの態様において、遺伝子移入断片は、RPF15ならびに配列番号1および/配列番号3をも含む。
一つの態様において、RPF15遺伝子および/または遺伝子移入断片および/または組換え染色体は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子、または前記種子から生育された植物、または配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にアデニンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01に任意に連結されており、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置にCを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02に任意に連結されているRPF15遺伝子を保持する後代等のゲノム中にRPF15遺伝子を保持するその後代中に存在する遺伝子および/または遺伝子移入断片および/または組換え染色体である。一つの態様において、後代はドナーのSNP_01ヌクレオチドおよび/またはドナーのSNP_02ヌクレオチドを保持するが、当業者はRPF15遺伝子を保持するがドナーのSNP_01またはドナーのSNP_02またはその両方を欠き、したがってより短い遺伝子移入断片を含む植物を選択することもできる。したがって、一つの態様において、RPF15遺伝子が依然として存在している一方で、SNP_01およびSNP_02のSNPヌクレオチドは再生親のヌクレオチドであってもよい。当業者は、寄託された種子に存在するおよび/または後代に存在する遺伝子移入断片をシーケンシングして、植物の耐性表現型が本発明のRPF15遺伝子によって付与されたものであるかどうかを決定することができる。遺伝子移入断片(および組み換えによって生成されるその任意のサブ断片)は、特定のドナーに由来する特定のゲノム配列であり、したがって固有のものである。
定義
本明細書において引用されるすべての特許文献および非特許文献は、その全体が参照により組み込まれる。
不定冠詞「a」または「an」は、文脈で要素が1つだけであることが明確に要求されていない限り、複数の要素が存在する可能性を排除するものではない。したがって、不定冠詞「a」または「an」は通常「少なくとも1つ」を意味する。
「植物品種」とは、知られている最下層の同じ植物分類群内の植物のグループであり、(植物育種者の権利の認識に関する条件が満たされているかどうかに関係なく)、特定の遺伝子型または遺伝子型の組み合わせに起因し、それらの特徴の少なくとも1つの発現によって他の植物群と区別することができ、それらの変化を伴うことなく増殖できることから本質的特徴と見なすことができる特徴の発現に基づいて定義することができる。したがって、「植物品種」という用語は、たとえ同じ種類であっても、1つまたは2つの遺伝子座または遺伝子(またはこれらの特定の遺伝子座または遺伝子に起因する表現型の特徴)の存在によって特徴付けられるが、他の遺伝子座または遺伝子に関しては互いに大幅に異なる場合には、植物のグループを表すために使用することはできない。
本明細書において「ホウレンソウ」または「栽培ホウレンソウ」または「栽培Spinacia oleracea」とは、Spinacia oleacea種の植物(または該植物を生育させることができる種子)、および食物を得るために人間によって育種され、農学的に良好な特徴を有するそのような植物の部分を指す。これには、育種系統(例えば、戻し交配系統、近交系)、栽培品種および品種(開放受粉されたものまたは雑種)等の栽培ホウレンソウが含まれる。これには、サボイ、フラットリーフ(flat-leaf)またはスムーズリーフ(smooth-leaf)ホウレンソウまたはセミサボイタイプ等のあらゆる種類のホウレンソウが含まれる。野生のホウレンソウ(すなわち、栽培されていないホウレンソウ)、Spinacia tetrandraおよびSpinacia tukestanica等のホウレンソウの野生近縁種は、この定義には含まれない。
「ホウレンソウの野生近縁種」には、Spinacia科の非栽培植物、特にSpinacia tetrandraおよびSpinacia turkestanicaが含まれる。これらの種は、RPF15遺伝子のドナー植物、および任意に配列番号1のヌクレオチド106にアデニン(A)を有するか、配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置にアデニンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01、および/または配列番号3のヌクレオチド184にシトシン(C)を有するか、配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置にCを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02等のRFP15遺伝子に連結されたDNAマーカーとも呼ばれ;すなわち、RPF15遺伝子、および任意でSNP_01および/またはSNP_02を含む断片は、前記ドナー植物から得られるか、または得ることができる。「Spinacia turkestanica」は、ホウレンソウの野生近縁種であり、a.o.Acta Inst. Bot. Acad. Sc. URSS, Ser. I. Fasc. 2, 123 (1936)に記載されている。本発明の一つの態様において、RPF15遺伝子のドナー植物は、Spinacia turkestanica植物であり;一つの態様において、遺伝子移入断片は、NCIMB42608に移入されたS.turkestanicaドナー系統の断片、またはその遺伝子移入断片のサブ断片(例えば、減数分裂性組み換えによって生成された小さい断片)であり、前記サブ断片はRPF15耐性表現型を付与し、好ましくはSNP_01および/またはSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドを含む。
本明細書において使用される場合、「植物」という用語は、種子(植物を生育させることができる)、植物全体、または植物器官(例えば、収穫されたまたは収穫されていない葉等)等の植物の任意の部分、細胞、植物プロトプラスト、植物全体を再生することができる植物細胞または組織培養物、増殖性植物細胞(propagating plant cell)または非増殖植物細胞(non-propagating plant cell)、組織培養物中(ただし、例えば、植物または植物部分におけるin vivo)にない植物細胞、単離された植物細胞、植物カルス、プロトプラスト、小胞子、植物細胞集塊、植物移植物(plant transplant)、苗、植物中の完全な植物細胞、植物クローンまたはマイクロプロパゲーション(micro-propagation)、または植物の挿し木等の植物部分(例えば、収穫された組織または器官)、例えば、栄養繁殖物(vegetative propagation)、クローン繁殖植物、子葉、胚軸、葉、加工葉(processed leaf)、茎、柄、芽、つぼみ、根、根の先端、葉柄、花、花びら、雄しべ、葯、柱頭、花柱、子房、花粉粒、胚珠、胚、胚嚢、果実、分裂組織、形成層、種子(自家受粉または他家受粉後の植物において産生される)、母体組織である種子の部分、接ぎ木、接ぎ穂、根茎、これらのいずれか等の部分、またはその誘導物を含み、好ましくはそれらを得た植物と同じ遺伝子構成(または非常に類似した遺伝子構成)を有していることが好ましい。また、苗、発根前または発根後の挿し木、成熟および/または未成熟の植物、または成熟および/または未成熟の葉等の任意の発生段階が含まれる。「植物の種子」に言及する場合、これらは、植物が生育することができる種子、または自家受粉もしくは他家受粉後の植物において産生される種子のいずれかを指す。
「組織培養物」または「細胞培養物」とは、同じまたは異なるタイプの単離された細胞または植物組織に組織化されたそのような細胞の集合物を含むin vitro組成物を指す。ホウレンソウの組織培養物および細胞培養物、ならびにそれらからのホウレンソウ植物の再生はよく知られており、広く公開されている(例えば、Nguyen et al.,2013,Plant Biotechnology Reports, Vol.7 Issue 1, p99を参照されたい)。
本明細書において、「収穫された植物材料」とは、さらなる貯蔵および/またはさらなる使用のために収集された植物部分(例えば、植物全体から分離された葉)を指す。本明細書において使用される「収穫された葉」とは、ホウレンソウの葉、すなわち根系のない植物、例えば実質的にすべての(収穫された)葉を指す。収穫した葉は加工されてもよい。「収穫された種子」とは、系統または品種から収穫される種子、例えば自家受粉または他家受粉後に産生され、収集される種子を指す。
本明細書で使用される「後代(progeny)」または「後代(progenies)」または「子孫(descendant)」とは、RPF15耐性遺伝子をホモ接合型またはヘテロ接合型で有する(保持する)、および/または本明細書に記載されるRPF15耐性表現型を有する本発明の植物から得られる(得ることができる)産物(offspring)、または最初のおよび/またはすべてのさらなる子孫を指す。後代は、細胞培養物もしくは組織培養物または植物部分の再生、または植物の自家受粉、または植物の種子の産生によって得ることができる。さらなる実施形態において、後代は、少なくとも1つのホウレンソウ植物と、同じまたは異なる品種または(育種)系統の別のホウレンソウ植物との交配、および/または戻し交配、および/または植物への遺伝子座の挿入、および/または突然変異によって得られるホウレンソウ植物も包含し得る。後代は、例えば、第一世代の後代であり、すなわち、後代は、例えば、伝統的な育種方法(自家受粉および/または交配)または再生によって親植物から直接的に由来する、得られる、得ることができる、または誘導され得る。しかしながら、「後代」という用語は、一般に、第2、第3、第4、第5、第6、第7またはそれ以上の世代等のさらなる世代、すなわち、例えば、伝統的な育種方法、再生または遺伝的形質転換技術によって前世代から由来する、得られる、得ることができる、または誘導され得る植物の世代を包含する。例えば、第2世代の後代は、上記の方法のいずれかによって第1世代の後代から産生され得る。また、倍加した半数体も後代である。
「植物系統」とは、例えば、1つ以上の品種を開発するために使用することができる育種系統である。「近交系」または「近交系親」は、数世代にわたって植物を自家受粉させることによって開発された植物系統であり、「F1交配種」(または雄の親系統と雌の親系統とを交配することによって作出される単交配種(single-cross hybrid))の親として使用することができる。「雄育種系統」または「雄親」または「雄親系統」とは、雄親、すなわち花粉ドナーである。「雌育種系統」または「雌親」または「雌親系統」とは、雌親、すなわち胚珠ドナーである。ホウレンソウの育種においては、雌の親は通常、雄の花の少なくとも3週間前に雌の花を作る。これにより、F1交配種の種子産生において自家受粉する雌の親系統の存在を防止または強く減少する。
「選抜(elite)ホウレンソウ植物」とは、植物、典型的には、栽培者が商業的に望ましい産物を収穫することを可能にする望ましい農業形質をもたらす遺伝子型を有する交配種である。「選抜親系統」とは、その交配後代に望ましい農業形質をもたらす遺伝子型を有する近交系の親である。さらに、「選抜雌親」とは良好な種子の生産者である。
「F1、F2、F3等」とは、2つの親植物または親系統間の交配後の連続する関連世代を指す。2つの植物または系統を交配することによって産生される種子から生育した植物は、F1世代と呼ばれる。F1植物を自家受粉すると、F2世代等になる。
「交配種」とは、1つの植物系統または品種と別の植物系統と交配させることにより収穫された種子、および前記種子から生育した植物または植物部分を指す。
「交配」とは、2つの親植物の交配を指す。同様に「受粉」とは、異なる植物からの2つの配偶子の結合による受精を指す。
「自家受粉」とは、植物の自らの受粉、すなわち同じ植物からの配偶子の結合を指す。
本明細書において「伝統的な育種技術」という用語は、育種家に公知の交配、戻し交配、自家受粉、選択、染色体倍加、倍加単数体産生、胚救出(embryo rescue)、橋渡し種(bridge species)の使用、プロトプラスト融合、マーカー利用選抜(marker assisted selection)、突然変異育種等(すなわち、遺伝子改変/形質転換/トランスジェニック法以外の方法)を包含し、これらによって、例えば、RPF15耐性遺伝子が取得、同定、選択および/または移入され得る。
「戻し交配」とは、RPF15耐性遺伝子によって付与されるPfs耐性等の(単一の)形質を1つの遺伝的背景(「ドナー」とも呼ばれる;一般的に劣性の遺伝的背景であるが、必ずしもそうではない)から別の遺伝的背景(「再生親」または「レシピエント」とも呼ばれる;一般的に優性の遺伝的背景ではあるが、必ずしもそうではない)から移すことができる育種方法を指す。交配の産物(例えば、ドナー、例えばホウレンソウの野生近縁種と、レシピエント、例えば栽培ホウレンソウ系統との交配によって得られるF1植物;またはF1の自家受粉により得られるF2植物またはF3植物等)は、優性の遺伝的背景を持つ親(またはレシピエント)、例えば栽培された親に「戻し交配」される。戻し交配を繰り返した後、ドナーの遺伝的背景の形質、例えばRPF15遺伝子は、再生された遺伝的背景に組み込まれる。この文脈における「遺伝子変換(gene converted)」または「変換植物(conversion plant)」または「単一遺伝子座変換(single locus conversion)」という用語は、戻し交配により作出され、再生親の所望の形態学的および/または生理学的特徴のすべてが、ドナーの親から移入された1つ以上の遺伝子(例えば、RPF15耐性遺伝子)に加えて回復されている植物を指す。
「再生」とは、in vitroの細胞培養物または組織培養物または栄養繁殖物からの植物の発生を指す。
「栄養繁殖(vegetative propagation)」、「栄養生殖(vegetative reproduction)」または「クローン繁殖」は本明細書において互換的に使用され、植物部分を取り、その植物部分から少なくとも根が形成されることを意味し、前記植物部分は、例えば、葉、葉の部分、茎、茎の部分、柄、柄の部分、芽、芽の部分、つぼみまたはつぼみの部分、挿し木、根、根の部分、根の先端、葉柄、葉柄の部分、子葉、子葉の部分、花、花の部分、花びら、花びらの部分、雄しべ、雄しべの部分、葯、葯の部分、花粉、柱頭、柱頭の部分、花柱、花柱の部分、子房、子房の部分、胚珠、胚珠の部分、種子、種子の部分、種皮、胚、胚の部分、胚軸、胚嚢、果実、果実の部分、細胞、プロトプラスト、カルス、小胞子、分裂組織、形成層である。植物全体が栄養繁殖によって再生される場合、「栄養繁殖物」または「栄養繁殖植物」とも呼ばれる。
「単一遺伝子座が変換された(変換)植物」とは、戻し交配を含むまたはからなる植物育種技術によって作出された植物を指し、ホウレンソウ植物の所望の形態学的および/または生理学的特性の実質的にすべてが、戻し交配技術を介して、および/または遺伝子形質転換によって植物に移入されている単一遺伝子座(例えば、ドナーからのRPF15遺伝子を含む遺伝子座)の特徴に加えて回復されている。
「導入遺伝子」または「キメラ遺伝子」とは、形質転換によってホウレンソウ植物のゲノムに導入されたDNA配列を含む遺伝子座を指す。そのゲノムに安定に組み込まれた導入遺伝子を含む植物は、「トランスジェニック植物」と呼ばれる。
「Pfs」または「Peronospora farinosa」または「P.effusa」または「べと病」とは、卵菌類のPeronospora farinosa f.sp.のレースを指す。この定義には、少なくとも公式に認定されたレースおよび単離株が含まれる。Pfs1~Pfs17とは、公式に認定されたレースを指し、
これは、オランダのNaktuinbouw, P.O. Box 40, 2370 AA Roelofarendsveenから、またはISF(国際種子連盟)により提供される参考資料を介して入手することができるホウレンソウの識別宿主(differential host)により識別することができる。公式に認定された病原性レースは広く存在している。「識別宿主」または「識別」とは、a.o.オランダのNaktuinbouw, P.O. Box 40, 2370 AA Roelofarendsveenから、またはISF(国際種子連盟)により提供される参考資料を介して入手することができる、Pfsレース1~17を識別するためのホウレンソウの識別宿主を指す。Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeのレース16は、米国カリフォルニア州サリナスで最初(2015年3月)に同定され、後に広まった。その当初の指定はUA201519Bであり、「識別品種の標準的な一連のセットにおける疾患の発生に基づいて特徴付けられた」。「レースPfs:16は、Viroflay、Resistoflay、Clermont、Lazio、PigeonおよびMeerkatの識別ホストに感染することができるが、Califlay、Campania、Boeing(Avenger)、Lion、WhaleおよびCaladoniaには感染することができない。」公式に認定されたレースになる可能性がある他の多くの単離株が存在する。Peronospora farinosa f.sp. spinaciaeの重要な単離株はUA0514である。
「Pfs耐性植物」または「べと病耐性植物」、または「Pfs耐性」もしくは「Pfs耐性表現型」を有する植物とは、例えば、制御環境条件下における定性的耐性アッセイで決定されるような、Pfsの1つ以上の病原性レース(および病原性単離株)に対する耐性を有するホウレンソウ植物を指す。そのような耐性アッセイでは、複数の植物の遺伝子型(例えば、少なくとも10の植物の少なくとも2つの複製)は、レースまたは単離株の胞子嚢懸濁液(sporangial suspension)を接種され、適切な条件下でインキュベートされる。適切なインキュベーション期間後(例えば、接種後7、8、9、10、11日またはそれ以上)、植物の症状を評価します。感受性のコントロールは、症状の評価時に胞子形成を示すはずである。子葉(および/または本葉/葉)に胞子形成を示す植物は「感受性」と見なされ、子葉(および/または本葉/葉)に胞子形成を示さない植物は「耐性」と見なされる。接種された植物の85%超(好ましくは90%または95%超)が「耐性」植物として分類される植物遺伝子型は、レースまたは単離株に対する耐性を有すると見なされる。試験においては、栽培品種Viroflay等の感受性のコントール植物の85%超の接種植物(好ましくは90%または95%超の植物)が胞子形成を示すはずである。本発明における適切な試験は実施例に記載されているか、またはIrish et al. 2007 (Plant Disease Vol 91 No. 11, in Materials and Methods on page 1392 - 1394)もしくはISF(国際種子連盟)のウェブサイト上のCorrell et al. 2010, “Guidelines for Spinach Downy Mildew: Peronspora ferinosa f.sp. spinaciae (Pfs)”に記載されている。述べたように、いくつかのレースに対して、耐性は「中等度(intermediate)の耐性」としてさらにサブ分類され得、いくつかの植物がいくつかの小さな兆候を進展し得るように、耐性レベルがいくらか異なることを示す。本技術分野において、これは、耐性の記号の周りに丸括弧を付けることにより、すなわち「(-)」により示される。
本明細書において「RPF15」とは、ホウレンソウの野生近縁種からの単一遺伝子を指し、これは(遺伝子がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合には)少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与し、かつ、(少なくとも遺伝子がホモ接合型である場合には、しかしながら、おそらくは遺伝子がヘテロ接合型である場合にも)Pfsレース1~7、レース12および14に対する(中等度の)耐性、ならびに単離株UA0514および/またはPfsの他の病原性単離株に対するさらなる耐性をさらに付与する。本発明の一つの態様において、ホモ接合型のRPF15によって付与される耐性は、Pfsレース1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、16および17に対するものである本明細書において、耐性表現型は「RPF15遺伝子によって付与されるPfs耐性表現型」とも呼ばれる。本発明のさらなる態様において、RPF15は、ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片上、または遺伝子移入断片の部分上に位置する。本発明のさらに別の態様において、RPF15はホウレンソウの野生近縁種から移入され、一つの態様において、ホウレンソウの野生近縁種はS.turkestanicaである。本発明のさらなる態様において、RPF15は、第1のDNAマーカーと第2のDNAマーカーとの間に位置する。さらに別の態様において、RPF15は、配列番号1のヌクレオチド106のアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置のアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184のシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置のCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに物理的に連結される。
「遺伝子座(locus)」(遺伝子座(loci)複数形)という用語は、例えば、遺伝子(例えば、RPF15遺伝子)または遺伝的マーカーが見出される染色体上の特定の場所または複数の場所または部位を意味する。本発明のホウレンソウにおいて、RPF15遺伝子を含む耐性遺伝子座は、ホウレンソウの野生近縁種から、例えば、S.turkestanica(すなわちドナー植物)の耐性系統から栽培ホウレンソウへ移入される。RPF15遺伝子が見出される遺伝子座は、配列番号1のヌクレオチド106のアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置のアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184のシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列における同等の位置のCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに物理的および遺伝的に連結される。
「対立遺伝子」という用語は、特定の遺伝子座における遺伝子の1つ以上の代替形態のいずれかを意味し、そのすべての対立遺伝子は、特定の遺伝子座における1つの形質または特徴に関連する。生体の二倍体細胞においては、特定の遺伝子の対立遺伝子が染色体上の特定の場所、または遺伝子座(遺伝子座 複数形)に存在する。1つの対立遺伝子は、相同染色体のペアの各染色体に存在する。二倍体植物種は、特定の遺伝子座に多数の異なる対立遺伝子を含み得る。これらは、遺伝子の同一の対立遺伝子(ホモ接合)または2つの異なる対立遺伝子(ヘテロ接合)であり得る。
「遺伝子」という用語は、細胞内でメッセンジャーRNA分子(mRNA)に転写される領域(転写領域)と、作動可能に連結された調節領域(例えば、プロモーター)とを含む(ゲノム)DNA配列を意味する。したがって、遺伝子の異なる対立遺伝子は、遺伝子の異なる代替形態であり、例えば、コードされたタンパク質のゲノムDNA配列(例えば、プロモーター配列、エクソン配列、イントロン配列等)、mRNAおよび/またはアミノ酸配列における1つ以上のヌクレオチドの違いの形態として存在し得る。
「対立性検定(allelism test)」とは、2つの植物に見られる2つの表現型が同じ遺伝子によって、または異なる遺伝子によって決定されるかどうかを試験することができる遺伝子試験を指す。例えば、試験する植物を互いに交配させ、F1を自家受粉させ、F2後代間の表現型の分離が決定される。分離比は、遺伝子が対立遺伝子であるかどうかを示す。例えば、対立性検定を用いて、HMBN対立遺伝子がdw-1およびdw-2対立遺伝子について対立遺伝子ではなく、異なる遺伝子座にあることが示されているEP1816908B1を参照されたい。
「遺伝子移入断片」または「遺伝子移入セグメント」または「遺伝子移入領域」とは、交配、または戻し交配等の伝統的な育種技術によって、同じまたは関連する種の別の植物に導入される染色体断片(または染色体部分または領域)を指し、すなわち、遺伝子移入断片とは、(戻し交配等の)「遺伝子移入される」という動詞によって言及される育種方法の結果である。ホウレンソウにおいては、Spinacia turkestanica等のホウレンソウの野生近縁種を使用して、野生ゲノムの断片を栽培ホウレンソウのゲノムに移入することができる。したがって、そのようなホウレンソウ植物は「Spinacia oleraceaのゲノム」を有するが、ゲノム中にホウレンソウの野生近縁種の断片、すなわちドナー植物の遺伝子移入断片を含む。「遺伝子移入断片」という用語は染色体全体を包含するものではなく、染色体の一部のみを包含するものであることが理解される。遺伝子移入断片は大きくなる可能性があり、例えば、染色体の半分までになることがあるが、好ましくは、約15Mb以下、約10Mb以下、約9Mb以下、約8Mb以下、約7Mb以下、約6Mb以下、約5Mb以下、約4Mb以下、約3Mb以下、約2Mb以下、約1Mb(1000000塩基対に等しい)以下、または約0.7Mb、0.6Mb、0.5Mb(500000塩基対に等しい)以下、約200000bp(200キロ塩基対に等しい)以下、約100000bp(100kb)以下、約50000bp(50kb)以下、約25000bp(25kb)以下のようにより小さいことが好ましい。当業者であれば、所望の形質を付与する遺伝子を保持するそのようなドナー植物からの断片を、レシピエント植物に遺伝子移入することができる。その配列は特定のドナーに固有であるため、遺伝子移入断片を含む植物の全ゲノムのシーケンシングは、そのような遺伝子移入断片を特定のドナー種に由来するものとして同定し、特定のドナーを特定することを可能にする。
「RPF15耐性遺伝子を含む遺伝子移入断片」または「RPF15遺伝子移入断片」とは、ドナーに由来しRPF15遺伝子を含む染色体の部分を指す。本発明の一つの態様において、遺伝子移入断片は、ドナーと栽培ホウレンソウ植物との間で多型であり、遺伝子移入断片の同定を可能にする、SNP_01またはSNP_02等の1つ以上のマーカーをさらに含む。したがって、一つの態様において、RPF15遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106のアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置のアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184のシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置のCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドと連結される。
「SNP_01ドナーヌクレオチド」とは、第1のSNP位置、すなわち配列番号1のヌクレオチド位置106に存在するヌクレオチドアデニン、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置のアデニンを指す。
「SNP_02ドナーヌクレオチド」とは、第2のSNP位置、すなわち配列番号3のヌクレオチド位置184に存在するヌクレオチドシトシン、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置のシトシンを指す。
「配列同一性」は、全体的または局所的整列アルゴリズムを用いた2つのヌクレオチド配列の整列によって決定することができる。したがって、シーケンスとは、例えば、GAPまたはBESTFITプログラムまたはEmbossプログラム「Needle」(デフォルトのパラメータを使用する、以下を参照されたい)において、それらが最適に配置されている場合に、「実質的に同一」または「本質的に類似」と呼ばれるように、配列同一性の少なくとも特定の最小のパーセンテージ(下記でさらに定義される)が共有されることを指す。これらのプログラムは、NeedlemanおよびWunschのグローバルアラインメントアルゴリズムを用いて、2つの配列を全長にわたって整列させ、一致の数を最大化し、ギャップの数を最小化する。一般的に、ギャップ生成ペナルティ=10およびギャップ伸長ペナルティ=0.5のデフォルトのパラメータが使用される(ヌクレオチドおよびタンパク質のアラインメントの両方について)。ヌクレオチドの場合、使用されるデフォルトのスコアリングマトリックスはDNAFULLである。パーセント配列同一性の配列アラインメントおよびスコアは、例えば、ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/)のワールドワイドウェブで入手可能なEMBOSS等のコンピュータープログラムを使用して決定することができる。あるいは、配列の類似性または同一性は、FASTA、BLAST等のデータベースに対して検索することによって決定することができるが、ヒットを検索してペアで整列させ、配列の同一性を比較する必要がある。パーセント配列同一性が少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上である場合(デフォルトのパラメータ、すなわち、ギャップ生成ペナルティ=10、ギャップ伸長ペナルティ=0.5、核酸のスコアリングマトリックスDNAFULLを用いて、Emboss「Needle」によって決定される)、2つの核酸配列は「実質的な配列同一性」を有する。
同じ染色体上の遺伝子座間(例えば、分子マーカー間および/または表現型マーカー間)の「物理的距離」とは、塩基対(bp)、キロ塩基対(kb)またはメガ塩基対(Mb)で表される実際の物理的距離である。
同じ染色体上の遺伝子座間(例えば、分子マーカー間および/または表現型マーカー間)の「遺伝的距離」は、交差頻度または組み換え頻度(RF)によって測定され、センチモルガン(cM)で示される。1cMは1%の組換え頻度に対応する。組換え体が見つからない場合、RFはゼロであり、遺伝子座は物理的に非常に接近しているか、または同一である。2つの遺伝子座が離れているほど、RFは高くなる。
「分子マーカー」は、特定のゲノムまたは染色体の位置または一塩基多型(SNP)に関連するDNAの断片であり、目的の遺伝子に近い、好ましくはRPF15に近い染色体上に存在する。分子マーカーを使用して、DNAの特定の配列、またはゲノム内もしくは染色体上の特定の位置を特定し、または遺伝子移入断片を特定することができる。本明細書において、分子マーカーアッセイによって「検出可能」である1つ以上の分子マーカーについて言及する場合、これは、該マーカーが検出不可能でなければ、植物または植物部分がゲノム中に1つ以上のマーカーを含むことを意味する。一つの態様において、マーカーは一塩基多型(SNP)であるが、RFLP、AFLP、RAPD、INDEL、DNAシーケンシング等の他の分子マーカーも同様に使用することができる。一つの態様において、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(SNP_01の耐性ドナーヌクレオチド)、または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンは、RPF15遺伝子およびRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片に連結しており、該耐性ドナーヌクレオチドは、(RPF15遺伝子を含む)遺伝子移入断片を含む植物、植物組織または植物部分を選択し、したがって耐性植物または植物部分(上記で定義したとおり)を選択および/または生成するのに使用することができる。さらなる態様において、配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(SNP_01の耐性ドナーヌクレオチド)、または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンは、RPF15遺伝子およびRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片に連結しており、該耐性ドナーヌクレオチドは、(RPF15遺伝子を含む)遺伝子移入断片を含む植物、植物組織または植物部分を選択し、したがって耐性植物または植物部分(上記で定義したとおり)を選択および/または生成するのに使用することができる。遺伝子移入断片と栽培ホウレンソウとの間で多型である他のSNPは、例えば、シーケンスシングまたはファインマッピングにより当業者により開発することができる。
「隣接マーカー」とは、染色体上でRPF15遺伝子の両側にある分子マーカーである。ファインマッピングまたはシーケンシングを用いて、隣接マーカーを同定することができる。例えば、SNP_01および/またはSNP_02は、RPF15遺伝子の異なる側に位置する別のマーカーにより連結され、隣接マーカーを形成する。
RPF15に連結されている、および/またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片上にある、例えば、SNP_01またはSNP_02とRPF15との間にあるか、またはRPF15遺伝子座に隣接するか、または前記遺伝子座に物理的に連結されている他の分子マーカーを開発することができる。これは、例えば、RPF15遺伝子のファインマッピング、または染色体または染色体領域のシーケンシングによって行うことができる。これらのいずれかのマーカーは、RPF15遺伝子を含み、遺伝子がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合に少なくともPfsレース8、9、11、13および16(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17)に対してPfs耐性(上記で定義される通り)を付与する遺伝子移入断片の同定および/または選択に使用することができる。例えば、ファインマッピングを行って、遺伝子移入断片上のRPF15遺伝子に一層密接に連結されているマーカーを見つけることができる。ファインマッピングには、RPF15遺伝子がある染色体の異なる組み換えイベントを含む、(例えば、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子と感受性植物、例えば感受性系統または品種との交配種から派生した)組み換え植物の集団の作製、および(例えば、遺伝子移入断片の異なる大きさのサブ断片を含む)これらの組み換え植物のRPF15遺伝子およびDNAマーカーによって付与された耐性表現型についての分析を含む。これにより、RPF15遺伝子の位置をより正確に定義することができ、遺伝子に一層密接に連結されているマーカーを特定することができる。同様に、NCIMBアクセッション番号42608として寄託された種子に見られる断片よりも小さい遺伝子移入断片(すなわち、サブ断片)を含む植物を作出することができる。あるいは、シーケンシングにより、RPF15遺伝子に密接に連結しているか、または該遺伝子内にあるマーカーを同定することができる。
「マーカーアッセイ」または「遺伝子型アッセイ」という用語は、マーカー遺伝子型、例えばSNP遺伝子型を決定するために使用することができるアッセイを指す。例えば、SNPマーカーは、KASPアッセイ(kpbioscience.co.ukのワールドワイドウェブを参照されたい)または当業者に公知の他のアッセイを使用して検出することができる。
「マーカー利用選抜」または「MAS」または「マーカー支援育種」または「MAB」とは、特定の遺伝子座または特定の染色体領域(例えば、遺伝子移入断片)に遺伝的および物理的に連結されている分子マーカーの存在を使用して、特定の遺伝子座または領域(例えば、遺伝子移入断片)の存在について植物(例えば、後代)を選択するプロセスである。例えば、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチド、またはRPF15遺伝子の近傍のいずれかのマーカーをMASにおいて用いて、RPF15遺伝子を有するホウレンソウ植物または植物部分を選択することができる。
参照配列(reference sequence)に対して「実質的な配列同一性」を有するか、または参照配列と少なくとも80%、例えば、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する核酸配列(例えば、DNAまたはゲノムDNA)に言及する場合、一つの実施形態においては、前記ヌクレオチド配列は所定のヌクレオチド配列と実質的に同一であると見なされ、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件を使用して同定することができる。別の実施形態においては、核酸配列は、所定のヌクレオチド配列と比較して、1つ以上のヌクレオチドが置換、挿入または欠失されているが、依然としてストリンジェントなハイブリダイゼーション条件を使用して同定することができる。
「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」を使用して、所定のヌクレオチド配列と実質的に同一であるヌクレオチド配列を同定することができる。ストリンジェントな条件はシーケンスに依存しており、状況によって異なる。一般に、ストリンジェントな条件は、定義されたイオン強度とpHにおける特定の配列の熱融点(Tm)より約5℃低くなるように選択される。Tmは、(定義されたイオン強度とpHの下で)標的の配列の50%が完全に一致したプローブにハイブリダイズする温度である。典型的には、pH7で塩濃度が約0.02モルであり、温度が少なくとも60℃であるストリンジェントな条件が選択される。塩濃度を下げたり、温度を上げたりすることにより、ストリンジェンシーが高くなる。RNA-DNAハイブリダイゼーション(例えば、100ntのプローブを使用したノーザンブロット)のストリンジェントな条件は、例えば、0.2×SSCにより63℃で20分間、または同等の条件で少なくとも1回洗浄を含む条件である。DNA-DNAハイブリダイゼーション(例えば、100ntのプローブを使用したサザンブロット)のストリンジェントな条件は、例えば、0.2×SSCにより少なくとも50℃、通常約55℃の温度で20分間、または同等の条件で少なくとも1回(通常2回)の洗浄を含む条件である。Sambrook et al.(1989)およびSambrook and Russell(2001)も参照されたい。
配列の簡単な説明
配列番号1は、配列番号1のヌクレオチド106においてSNP_01のアデニン(A)を有するS.turkestanicaの配列を示す。配列番号1は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する。
配列番号2は、配列番号2のヌクレオチド106においてグアニン(G)を有する、SNP_01のS.oleraea(再生親)の配列を示す。
配列番号3は、配列番号3のヌクレオチド184におけるSNP_02のシトシン(C)を含むS.turkestanicaを示す。配列番号3は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する。
配列番号4は、S.oleracea(再生親)のSNP_01の配列を示し、配列番号4のヌクレオチド184におけるグアニン(G)を含む。
配列番号5は、WO2015054339に記載されるべと病QTLに隣接するS.tetrandra由来の隣接配列の1つを示す(WO2015054339の配列番号1に対応する)。
配列番号6は、WO2015054339に記載されるべと病QTLに隣接する、S.tetrandra由来の別の隣接配列を示す(WO2015054339の配列番号2に対応する)。
配列番号7は、本発明の種子に存在する、配列番号5に対応する領域におけるS.oleraceaの配列を示し、代表的なサンプルは、番号NCIMB42608として寄託されている。
配列番号8は、本発明の種子に存在する、配列番号6に対応する領域におけるS.oleraceaの配列を示し、代表的なサンプルは、番号NCIMB42608として寄託されている。
配列番号9は、図1のSpinachbase配列を示す。
配列番号10は、図2のSpinachbase配列を示す。
図1は、Spinachbaseの参照ゲノム配列と配列番号1(下段)とのアラインメントを示す。配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(SNP_01)および参照ゲノムの同等の位置におけるアデニンを太字とする。SNP_01はSpinachbaseの中国系統の配列と多型ではないが、本発明で使用される感受性の再生親と比較して多型である。 図2は、Spinachbaseの参照ゲノム配列と配列番号3(下段)とのアラインメントを示す。配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(SNP_02)および参照ゲノムの同等の位置におけるグアニンを太字とする。 図3は、配列番号5(上段)と配列番号7(下段)とのアラインメントを示す。 図4は、配列番号6(上段)と配列番号8(下段)とのアラインメントを示す。
発明の詳細な説明
本発明の植物および方法
一つの実施形態において、本発明によれば、少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16、好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有する栽培ホウレンソウ植物が提供され、前記耐性は単一の優性遺伝子によって付与される。
単一遺伝子は、Peronospora farinosaの遺伝子15に対する耐性のために、RPF15と呼ばれる。したがって、本発明によれば、Peronospora farinosaのレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与するRPF15が提供される。別の実施形態において、少なくともRPF15遺伝子がホモ接合型の場合、RPF15はPeronospora farinosaのレース1~7に対する耐性をさらに付与し、少なくともRPF15遺伝子がホモ接合型の場合、少なくともレース12および15に対する中等度の耐性をさらに付与する。本発明のさらなる態様において、RPF15は、単離株UA0514および/またはPeronospora farinosaの他の潜在的な病原性単離株に対する耐性を付与する。これらの他の単離株は、野外で発達する将来的な単離株を潜在的に含む。この遺伝子は、レース10および15に対する耐性を付与しない。RPF15遺伝子はSpinacia turkestanicaにおいて同定され、戻し交雑を介してSpinacia oleracea、好ましくは栽培ホウレンソウに導入された。RPF15遺伝子は単一の遺伝子である。この遺伝子は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を優性遺伝的に継承する;すなわち、ホモ接合型のRPF15を含む植物が、Viroflay品種等の感受性植物と交配される場合、そのF1後代はすべて、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を示し、F2後代においては、前記耐性は、3(耐性):1(感受性)の比率で分離する。RPF15遺伝子は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中にホモ接合型で存在し、すなわち、RPF15を含む遺伝子移入断片はホモ接合型で存在する。RPF15遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_01、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有する耐性ドナーヌクレオチドSNP_02に連結されている。したがって、寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片は、配列番号1および配列番号3を含み、すなわち、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン、および配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンを含み、該アデニン(および配列番号1)およびシトシン(および配列番号3)はいずれも、寄託された種子中にホモ接合型で存在する(寄託された種子のSNP_01遺伝子型は「AA」であり、寄託された種子のSNP_02遺伝子型は「CC」である)。
本発明の一つの態様において、S.turkestanica由来のRPF15遺伝子は、S.oleracea種の栽培ホウレンソウ植物のゲノムにおいて遺伝子がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与する。
S.turkestanicaからのRPF15遺伝子は、Pfsレース10および15に対する耐性を付与しない。
本発明のさらなる態様において、S.turkestanica由来のRPF15遺伝子は、S.oleracea種の栽培ホウレンソウ植物のゲノムにおいて少なくとも遺伝子がホモ接合型である場合、少なくともPfsレース7、8、9、11、13および16および17、または少なくともレース6、7、8、9、11、13および16および17、または少なくともレース1~9、11、13および16および17に対する耐性、ならびにレース12および14に対する耐性(少なくとも中等度の耐性)を付与し、かつ、ヘテロ接合型である場合、それらのレースのいくつかに対する耐性を付与する。
本発明の別の態様において、RPF15は、栽培ホウレンソウ植物のゲノムにおいて少なくともRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型である場合、少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与し、かつ、レース1~7、12および14に対するさらなる耐性を付与し、遺伝子(または遺伝子を含む遺伝子移入断片)がヘテロ接合型である場合、それらのレースのいくつかに対する耐性を付与する。
本発明のさらなる態様において、RPF15は、栽培ホウレンソウ植物のゲノムにおいて、少なくともレース8、9、11、13および16、好ましくは8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与し(ホモ接合型またはヘテロ接合型である場合)、かつ、RPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース1に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース2に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース3に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース4に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース5に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース6に対するさらなる耐性を付与し、かつ/またはRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、Pfsレース7に対するさらなる耐性を付与する。本発明のさらなる態様において、RPF15は、栽培ホウレンソウ植物のゲノムにおいてRPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合、レース12および/または14に対する耐性、および/または単離株UA0514および/または別の病原性Pfs単離株に対する耐性を付与する。
本発明のさらなる態様において、RPF15遺伝子移入は、栽培ホウレンソウ植物において少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性、好ましくは8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与し、RPF15遺伝子(または該遺伝子を含む遺伝子移入断片)は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるAであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドと連結されている(含む)。これらのレースに対する耐性は、該耐性が優性であるため、遺伝子移入断片がホモ接合型またはヘテロ接合型である場合に付与される。他のレース、すなわちレース1~7、12および14、ならびにUA0514に対する耐性については、RPF15遺伝子がホモ接合型である場合にのみ耐性が見られるのか、それともRPF15遺伝子がヘテロ接合型の場合にも(これらの1つ以上のレースについて)耐性が見られるのかは明らかではなく、すなわち、これはレースに対する耐性が優性であるか劣性であるかに依存する。レースに対する耐性が優性であるか劣性であるかは、例えば、RPF15についてヘテロ接合である植物および/またはRPF15について分離された植物における耐性アッセイにより試験することができる。
本発明のさらなる態様において、RPF15遺伝子移入断片は、栽培ホウレンソウ植物において少なくともPfsレース1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、16および17に対する耐性を付与し、RPF15遺伝子(または該遺伝子を含む遺伝子移入断片)は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるAであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されている(含む)。これらのレースに対する耐性は、少なくとも遺伝子移入断片がホモ接合型である場合に付与され、レースに対する耐性が優性であるか劣性であるかに応じて、任意に遺伝子移入断片がヘテロ接合型である場合にも付与される。Pfsレース8、9、11、13および16に対する耐性が優性に付与されていることが見出された。レース17に対する耐性も優性であると考えられる。RPF15がレース1、2、3、4、5、6、7、12、14および/または単離株UA0514に対する耐性を優性に付与するか劣性に付与するかを決定する必要がある。すでに述べたように、当業者であればこれを容易に決定することができる。RPF15(またはRPF15を含む遺伝子移入断片)がホモ接合型で存在する場合、栽培ホウレンソウ植物はこれらのレースに対して耐性を有することが知られている。寄託された種子において、遺伝子移入断片はホモ接合型で存在する。したがって、上記の種子から生育された植物を、RPF15遺伝子を欠く植物と交配させてF1植物を作出することができ、耐性の付与が、RPF15がヘテロ接合型である場合に見られるのか(優性)、またはRPF15がホモ接合型である場合にのみ見られるのか(劣性)を決定するために、F1および/またはF2および/またはF3個体群について、各Pfsレースに対する耐性を試験して決定することができる。すでに述べたように、前記遺伝子は、レース10および15に対する耐性を付与しない。
RPF15遺伝子(すなわち、RPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片)をホモ接合型で含む栽培ホウレンソウ系統の種子の代表的なサンプルが、ブダペスト条約の下、NCIMB Ltdにおいて、2016年7月12日にNunhems BVによってアクセッション番号42607として寄託されている。したがって、本発明の一つの実施形態において、RPF15耐性遺伝子(または該遺伝子を含む遺伝子移入断片)は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中、またはアクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子から生育させた植物またはその部分から、または前記種子または前記植物または前記その部分に由来する細胞培養物において見出される遺伝子(または遺伝子移入断片)である。明らかに、NCIMB42608の後代も含まれ、その後代が核ゲノムにRPF15遺伝子(または該遺伝子を含む遺伝子移入断片)を含むことは明らかである。
本明細書において「RPF15遺伝子を含む」栽培ホウレンソウ植物または植物部分について言及する場合、これはホウレンソウ植物または植物部分が遺伝子移入断片を含み、この断片が染色体上のRPF15遺伝子座において野生S.turkestanicaドナーからのRPF15遺伝子を含むことを意味すると理解される。一つの態様において、野生S.turkestanicaドナーは寄託された種子と同じドナーであり、すなわち、S.turkestanicaのRPF15遺伝子およびRPF15遺伝子を含む断片の配列は、寄託された種子におけるのと同じヌクレオチド配列を有する。これは、例えば、全ゲノムシーケンスによって決定することができる。あるいは、野生S.turkestanicaドナーは、(例えば、同じPfs耐性を付与する)RPF15遺伝子を含むが、寄託された種子のRPF15遺伝子または寄託された種子のRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を有する、異なる系統であり得る。
RPF15をホモ接合型で含むS.turkestanica遺伝子移入断片を含み、種子の代表的なサンプルがNCIMB42608として寄託された栽培ホウレンソウ系統は、Pfsレース1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、16、17およびUA0514に対する耐性を有する。
RPF15遺伝子は、ホウレンソウの野生近縁種からの遺伝子移入断片上にある。本発明の一つの態様において、遺伝子移入断片はSpinacia turkestanica由来であり、RPF15遺伝子に加えて、RPF15遺伝子に連結され、RPF15を含む断片を選択するために使用することができる分子マーカーを含む。配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(SNP_01の耐性ドナーヌクレオチド)は、遺伝子移入断片のRPF15遺伝子に連結されていることが見出された。配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(SNP_02の耐性ドナーヌクレオチド)は、遺伝子移入断片のRPF15遺伝子に連結されていることが見出された。遺伝子移入断片を欠く感受性系統は、配列番号1のヌクレオチド106におけるグアニン(配列番号2に示す)および配列番号3のヌクレオチド184におけるグアニン(配列番号4に示す)またはSpinachbaseに公開されるように第3染色体のヌクレオチド607751におけるグアニンのいずれかを含むことが見いだされ、(Emboss progam Needleを使用した)対でのアラインメントから分かるように、このヌクレオチドは配列番号3または4のヌクレオチド184と同等の(図2の上段の配列の位置190にも示される)ヌクレオチドである。したがって、感受性のS.oleracea植物系統の配列は、SNPマーカー領域で変動を示し得る。したがって、一つの態様において、RPF15遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニンと連結しているか、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるAと連結しており、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンと連結しているか、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCと連結している。本発明の一つの態様において、耐性遺伝子RPF15は、RPF15によって付与されるのと同じPfs耐性表現型を有し(例えば、寄託された種子)、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(SNP_01の耐性ドナーヌクレオチド)、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含み、かつ配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(SNP_02の耐性ドナーヌクレオチド)、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むS.turkestanica系統から取得されるかまたは取得可能である。
本発明の別の態様において、RPF15を含む遺伝子移入断片は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託されたホウレンソウ種子に存在する(および、それから得ることができる;またはそれから得られる;または誘導することができる;またはそれから誘導される)遺伝子移入または(RPF15を保持している)そのサブ断片であり、前記遺伝子移入断片(またはサブ断片)は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に耐性を付与するRPF15遺伝子を含む。一つの態様において、遺伝子移入断片は配列番号1および/または配列番号3も含む。
寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片は、特定のドナー系統に由来し、したがって独特のヌクレオチド配列を有する。寄託された種子から生育された植物と別のホウレンソウ植物とを交配し、遺伝子移入断片を含む後代を選択することにより、断片全体を他のホウレンソウ系統または品種に簡単に移すことができる。選択は、様々な方法、Pfs耐性表現型により、および/または配列番号1を有する後代の選択により、および/またはシーケンシング、SNP遺伝子型決定(SNP_01のアデニンを含む後代の選択等)によることができる。
断片は、1つ以上の分子マーカー(例えば、SNPマーカー、AFLPマーカー、RFLPマーカー等)、特に栽培ホウレンソウと野生ドナーからの遺伝子移入断片との間で多型である分子マーカーによっても同定することができる。典型的には、マッピング集団はマーカーの生成に使用される。例えば、遺伝子移入断片に特異的なマーカーを、RPF15遺伝子から6cM、5cM、4cM、3cM、2cM、1cM以内、および/またはRPF15遺伝子から1Mb、0.9Mb、0.8Mb、0.7Mb、0.6Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb以内またはそれ未満に生成することができる。特に好ましい実施形態において、RPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片は、NCIMB42608の種子を植物に生育させる工程を含む方法によって得ることができる。
別の実施形態によれば、NCIMB42608の種子中に存在する遺伝子移入断片のサブ断片上にRPF15遺伝子を含む栽培ホウレンソウ植物が提供される。そのような植物は、自家受粉またはNCIMB42608の種子から生育させた植物と別のホウレンソウ植物とを交配し、より短い遺伝子移入断片を有する、すなわち、遺伝子移入断片内の相同染色体間で組換えイベントが発生し、それにより断片の一部が再結合されている後代を選択することにより作出することができる。例えば、NCIMB42608の種子中に存在する元のフルサイズの遺伝子移入断片の異なるサブ断片を有する組換え近交系を作出することができる。S.turkestanicaドナー由来の元の遺伝子移入断片は、3.0Mb以下のサイズ、特に2.0Mb以下のサイズであると推定される。したがって、RPF15を含むサブ断片は、3.0Mb未満、1.0Mb、0.7Mb、0.6Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mbまたはそれ以下等の2.0Mb未満であり、RPF15遺伝子を含む。任意に、サブ断片は配列番号1および/または配列番号2も保持する。
上述したように、RPF15のマッピング集団において、S.turkistanicaドナー由来のSNP_01のSNPヌクレオチドは、配列番号2の位置106に示されるように、再生親(遺伝子移入を欠くS.oleracea)のSNPヌクレオチドであるグアニンではなく、配列番号1の位置106におけるアデニンであり、前記ドナーのSNP_02のSNPヌクレオチドは、配列番号4の位置184に示されるように、前記再生親のSNPヌクレオチドであるグアニンではなく、配列番号3の位置184におけるシトシンである。配列番号2および配列番号4は、感受性系統において見られる。したがって、RPF15を含む遺伝子移入断片についてホモ接合性である二倍体ホウレンソウ植物は、各相同染色体のSNP_01位置におけるアデニン(すなわち、「AA」遺伝子型)、および各相同染色体のSNP_02位置におけるシトシン(すなわち、「CC」遺伝子型)を有する。遺伝子移入断片がヘテロ接合性であるホウレンソウ植物は、再生親の背景に応じて、一方の染色体のSNP_01位置にアデニンを有し、もう一方の染色体の同等の位置にグアニン、シトシンまたはチミンを有し(すなわち、「AG」または「AC」または「AT」遺伝子型)、かつ再生親の背景に応じて、一方の染色体のSNP_02位置にシトシンを有し、もう一方の染色体の同等の位置にグアニン、アデニンまたはチミンを有する(すなわち、「CG」または「CA」または「CT」遺伝子型)。
本発明は、寄託された種子中に存在するS.turkestanicaドナー由来の遺伝子移入断片(RPF15を含み、かつ、任意に配列番号1;および配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン、および/または配列番号3;および配列番号3のヌクレオチド184におけるアデニンを含む)、およびホウレンソウのゲノムの第3染色体上の同じ染色体座上にRPF15を含む他のS.turkestanicaドナー由来の遺伝子移入断片であって、寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片の配列と100%同一ではない(例えば、寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%の配列同一性を有する)ヌクレオチド配列を有する遺伝子移入断片を包含する。一つの態様において、そのような遺伝子移入断片はSNP_01および/またはSNP_02(ここで、SNP_01は、ヌクレオチド106または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列におけるアデニンを有し、かつSNP_02は、ヌクレオチド184または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列におけるシトシンを有する)。したがって、配列番号1および/または配列番号3のマーカー配列はまた、そのような異なるS.turkestanicaドナーにおいて100%同一でなくてもよい。本発明はさらに、RPF15を含み、任意に配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるA、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCを含む、他のS.turkestanicaドナー由来のそのような遺伝子移入断片のサブ断片も包含する。
したがって、本発明はまた、RPF15遺伝子を含む上記遺伝子移入断片のサブ断片を包含し、前記サブ断片は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくは8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与するRPF15遺伝子を含み、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片の一部であるか、寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片と実質的な配列同一性を有する異なるS.turkestanicaドナーの遺伝子移入断片の一部である。本発明は、RPF15遺伝子を含み、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニンまたは配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドを有し、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシンまたは配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドを有するサブ断片を包含する。したがって、一つの態様において、遺伝子移入サブ断片は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された栽培ホウレンソウ種子中に見られる断片から得られ(および、それから得ることができ;またはそれから誘導することができ;またはそれから誘導され)、サブ断片はRPF15遺伝子(および遺伝子によって付与されたPfs耐性表現型、および任意に配列番号1および/または配列番号3)を保持し、別の態様において、遺伝子移入断片は、第3染色体の同じ遺伝子座にRPF15遺伝子を含む別のS.turkestanicaドナーから得られる。このようなより短い遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物は、本発明の植物と別のホウレンソウ植物とを交配させ、RPF15遺伝子によって付与された耐性表現型を保持するが、より短い遺伝子移入断片を含む組み換え後代を選択することにより作出することができる。当業者であれば、例えば、寄託された種子から生育させた植物と別の栽培ホウレンソウ植物(例えば、Pfsレース8、9、11、13、16、17の1つ以上に対して感受性のある植物)と交配させ、次いで、F1後代を自家受粉させてF2集団を作出し、遺伝子移入断片において発生した組み換え(乗り換えイベント)を同定することができる。
上述したように、WO2015054339では、第6染色体上のQTLについて開示されている。遺伝子座はS.tetrandraから遺伝子移入され、広範囲のPfs耐性、特に「Peronospora farinosa f. sp. spinaciae(Pfs)のレース7、10、11、12、13および14に対する耐性、またはPeronospora farinosa f. sp. spinaciae(Pfs)のレース1~14およびUA4712に対する耐性」を付与する。(UA4712はPfsレース15である)。第6染色体は実際にはSpinachBaseの第3染色体に対応している。本明細書において配列番号5および6として提供される、QTLに隣接する2つのS.tetrandra配列は、1.4Mb(配列番号5)および0.7Mb(配列番号6)に位置し、このS.tetrandraのQTLは、第3染色体の0.7~1.4Mbに広がる断片上に位置する。
発明者らはまた、S.tetrandraのQTLに隣接する配列が、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在するかどうかについて試験を行った。実施例でさらに説明するように、寄託された種子中には、左側または右側の隣接配列(すなわち、配列番号5および6)のいずれも存在しなかった。その代わりに、S.oleraceaDNAは、寄託された種子中の対応する染色体領域に存在した(配列番号7および8として提供される)。
したがって、一つの態様において、RPF15を含む遺伝子移入を有する本発明の栽培ホウレンソウ植物は、WO2015054339に開示されている広範囲の耐性遺伝子座を含まない。
NCIMB42608として寄託された種子中に存在する、RPF15遺伝子を含む本発明の遺伝子移入断片は、配列番号5または配列番号6を含まない。配列番号5および配列番号6は、WO2015054339に開示されているS.tetrandra由来の耐性付与遺伝子移入と連結されている。配列番号5および配列番号6は、本発明の遺伝子移入断片、またはNCIMB42608として寄託された本発明の種子中には存在しない。RPF15遺伝子を含む、NCIMB42607として寄託された種子は、配列番号5と同等の領域において配列番号7を含む。RPF15遺伝子を含む、NCIMB42608として寄託された種子は、配列番号6と同等の領域において配列番号8を含む。
RPF15遺伝子は、いくつかの病原性Peronospora farinosaレース、すなわち少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に優性耐性を付与する単一の遺伝子であるため有用である。RPF15は、耐性ホウレンソウ品種を作出するのに使用することができる。当技術分野において、耐性遺伝子は一般に積み重ねられて(他の相補的耐性遺伝子と組み合わされて)、多数のPeronospora farinosa種に対する耐性をもたらす。ハイブリッド品種において耐性遺伝子を積み重ねるために、遺伝子が優性耐性を付与する必要がある。一部の耐性遺伝子は対立遺伝子であり、可能な組み合わせの数を制限するため、これは二倍体ホウレンソウにおいてPeronospora farinosa耐性を付与するために特に重要である。したがって、本明細書に記載される物(例えば、植物、植物の部分、子孫植物等)は、先行技術に対して大幅な改善もたらすものである。
一つの態様において、本発明によれば、ホウレンソウF1ハイブリッド植物および植物の部分(およびF1ハイブリッドを生育させることができる種子)が提供され、一つの親は、本発明のRPF15遺伝子をホモ接合型で含む近交系である。他の親は感受性であり得、またはRPF1、RPF2、RPF3、RPF4、RPF5、RPF6、RPF7、RPF8、RPF9、RPF11、RPF12、RPF14、(WO2013/064436の)R6遺伝子、(WO2017/194073の)p10遺伝子、(WO2017/084724の)R15遺伝子、またはUS20170127641もしくはUS20170127642に開示される遺伝子からなる群から選択されるP.farinosaを含む近交親系統である。
また、第1の親ホウレンソウ植物と第2の親ホウレンソウ植物とを交配し、得られたハイブリッドホウレンソウ種子を収穫することを含む、ハイブリッドホウレンソウ種子の生産方法が提供され、第1の親ホウレンソウ植物は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくは8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与するRPF15遺伝子を含み、レース10および15に対する耐性を有するため;および/またはレース1~7、12および14に対する耐性を有するために、別のべと病耐性遺伝子との積み重ねが必要である。したがって、一つの態様において、他の親は、RPF1、RPF2、RPF3、RPF4、RPF5、RPF6、RPF7、RPF8、RPF9、RPF11、RPF12、(WO2013/064436の)R6遺伝子、(WO2017/194073の)p10遺伝子、(WO2017/084724の)R15遺伝子、またはUS20170127641もしくはUS20170127642に開示される遺伝子からなる群から選択されるP.farinose耐性遺伝子を含む近交親系統である。また、F1ハイブリッドホウレンソウ種子、およびこの方法で生産された種子から生育されたハイブリッドホウレンソウ植物または植物部分も包含される。
レース10および/または15に対する追加の耐性を提供するために、以下の遺伝子が最も好適である:レース10についてRPF2、RPF11、RPF12、レース15についてRPF1、RPF2、RPF4、RPF6、RPF7、RPF8、RPF11、RPF12、R15またはUS20170127641またはUS20170127642に開示される遺伝子。
本発明の一つの態様において、RPF15耐性遺伝子を含むホウレンソウ植物は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子から生育されたホウレンソウ植物と別のホウレンソウ植物、例えば、Pfs耐性遺伝子を欠くホウレンソウ植物(感受性植物)、または1つ以上の異なるPfs耐性遺伝子を含むホウレンソウ植物とを交配させることにより得ることができる(またはそれから得られる、またはそれから誘導することができる、またはそれから誘導される)。好適な感受性植物の例は、Viroflay品種である。
本発明のホウレンソウ植物は、例えば、ホモ接合型のRPF15を含む近交系、またはホモ接合型またはヘテロ接合型のRPF15遺伝子を含むF1ハイブリッドである。
一つの実施形態において、本発明のRPF15耐性遺伝子は、他のPeronospora farinosaの耐性遺伝子または耐性遺伝子座(例えば、RPF1~RPF9、RPF11またはRPF12、R6、R15、またはWO2015054339、WO2017194073およびEP2912940に開示されている耐性等)と、または細菌(例えば、Pseudomonas syringae pv.spinacea; Erwinia carotovora)、真菌(例えば、Albugo occidentalis;Colletotrichum dematium f. sp. spinaciae;Stemphylium botryosum f. sp. spinacia)、ウイルス(例えば、カーリートップ(curly top)を引き起こすウイルス、または斑(speckles)を引き起こすウイルス、またはホウレンソウの胴枯れを引き起こすウイルス、またはホウレンソウのモザイクを引き起こすウイルス)、または線虫(例えば、クローバーシストセンチュウ(Heterodera trifolii)、ネグサレセンチュウ(Pratylenchus spp.)、ネコブセンチュウ(Meloidogyne spp.)またはサトウキビシストセンチュウ(Heterodera schachtii))に対する耐性等の他の形質と組み合わせることができる。組み合わせは、例えば、伝統的な育種技術、例えば、本発明の植物に1つ以上の形質を導入するために、または本発明の植物のRPF15遺伝子をそのような1つ以上の追加の形質を有する別のホウレンソウ植物に導入するために戻し交配することによって、または遺伝子編集または形質転換を含む他の技術によって行うことができる。一つの態様において、本発明の植物は、RPF15遺伝子のドナーとして使用され、一方で、別の態様において、本発明の植物は、1つ以上の他の形質のレシピエントとして使用される。当業者であれば、RPF15遺伝子を他の適切な耐性遺伝子と組み合わせることにより、現在知られているすべてのPfsレース、すなわちPfs1~17に対する耐性を有するハイブリッド植物を得ることができる。例えば、RPF15を、RPF11またはRPF12と組み合わせて、現在知られているすべてのPfsレースに対する耐性を得ることができる。
RPF15耐性遺伝子、またはそれが位置する遺伝子移入断片、またはRPF15を含む断片のサブ断片は、当業者に公知の様々な方法によって、本発明の植物から別のホウレンソウ植物に移入することができる。したがって、RPF15耐性遺伝子のドナーは、例えば、寄託された種子から生育された植物、またはその後代植物であり得る。
したがって、RPF15耐性遺伝子のドナーは、NCIMB42608、または前記寄託物から生育された植物の後代、前記植物の後代、または前記植物に由来する細胞培養物から生育された植物であり得る。導入されたRPF15遺伝子は、レシピエント植物において、少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性、およびPfsレース1~7、12および14の1つ以上(またはすべて)に対する耐性、およびPfs単離株UA0514に対する耐性を付与することができる。
RPF15耐性遺伝子、またはそれが位置する遺伝子移入断片、または該遺伝子を含むそのサブ断片を使用して、ハイブリッド植物(例えば、F1ハイブリッド)、または近交系植物もしくはホモ接合性植物、任意に倍加半数体を作出することができる。さらなる態様において、近交系またはホモ接合性植物は、雄親系統、好ましくは雄選抜親(mail elite parent)である。さらに別の態様において、近交系またはホモ接合性植物は、雌親系統、好ましくは雌選抜親(female elite parent)である。雄の親系統と雌の親系統と交配して、RPF15(またはRPF15を含み、任意に配列番号1および/または配列番号3を含む遺伝子移入断片)をホモ接合型で含むF1ハイブリッド種子を作出することができる。
一つの実施形態において、親系統は、RPF15耐性遺伝子のドナーとして機能する。前記ドナー植物は、他のホウレンソウ植物と交配させることができ、F1、F2、F3または次世代の自家受粉後代、戻し交配後代(例えば、BC1、BC2、BC1S1、BC2S1、BC1S2等)等を含む後代を得ることができる。本発明の最初の植物と同じPfs耐性表現型を有する植物を、後代の中から同定および選択することができる。同様に、後代において、遺伝子移入断片は、遺伝子移入断片(例えば、SNP_01)またはシーケンシング等を示すマーカーを検出することにより検出することができる。
一つの態様において、近交系は、少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および116、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有するSpinacia oleacea種の栽培植物であり、前記耐性は、Spinacia turkestanica(RPF15)から遺伝子移入される単一の遺伝子によって付与され、前記遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されている。
RPF15耐性遺伝子、またはそれが位置する遺伝子移入断片、またはそのサブ断片は、サボイ、セミサボイ、フラットリーフもしくはスムーズリーフまたはオリエンタルのホウレンソウ等の様々なタイプのホウレンソウに導入することもできる。好ましくは、サボイ、セミサボイ、フラットリーフもしくはスムーズリーフまたはオリエンタルの栽培ホウレンソウ植物はハイブリッド植物である。
一つの実施形態において、Pfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有する栽培ホウレンソウ植物が包含され、前記耐性は、ホウレンソウの野生近縁種、好ましくはS.turkestanicaから移入された単一の優性遺伝子RPF15によって付与され、この遺伝子は、配列番号1または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有し、SNP_01においてアデニンを有する配列、および/または配列番号3または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有し、SNP_02においてシトシンを有する配列に連結されている。RPF15遺伝子は、ホウレンソウの野生近縁種の様々な系統、特にS.turkestanica種の系統で同定することができ、栽培ホウレンソウに遺伝子移入することができる。そうするために、当業者であれば、例えば、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであり、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)を有するか、かつ/または配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドの存在について、そのような系統をスクリーニングし、かつ/またはPfs耐性表現型および任意に遺伝的形質(単一遺伝子として)を試験してその系統にRPF15が含まれているかどうかを判断することができる。任意に、シーケンス、ファインマッピング、対立性検定等を行って、系統内の遺伝子が実際にRPF15遺伝子であるかどうかを確認することもできる。
特定の態様において、栽培植物におけるPeronospora farinosaに対する耐性は、Spinacia turkestanicaからの遺伝子移入断片によって付与される。したがって、栽培ホウレンソウ植物は、S.turkestanicaに由来するRPF15遺伝子を含み、任意に配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、好ましくは少なくとも97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるAであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)を有するかまたは配列番号3と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されている。
耐性遺伝子RPF15の存在は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16(好ましくはレース8、9、11、13、16および17)についての耐性試験、任意にPfsレース1~7、12および14の1つ以上に対する耐性、および/または単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性によっても決定することができる。さらに、レース10および15に対する感受性もRPF15の存在を裏付けるものである。別の実施形態において、遺伝子がドナーからレシピエント植物に移入されたことを示すために、Pfsレースに対する耐性、またはPfsレースの選択を使用することができる。したがって、例えば、交配におけるレシピエント親が特定のPfsレースに対する耐性を欠く場合、そのレースに対して耐性を有する後代植物の選択によりRPF15遺伝子の移入が示される。
栽培ホウレンソウ植物(すなわち、ホウレンソウ系統または品種)における耐性遺伝子の存在についての試験は、例えば、制御された環境条件下での定性的耐病性アッセイを含む。当業者であれば、そのようなアッセイに異なるプロトコルを適用することに精通している。要するに、植物の遺伝子型が試験される複数の植物の苗木(例えば、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれ以上の植物)に、試験するPfsレースの種菌を接種し、苗木を病原菌にとって好ましい条件下でインキュベートする。インキュベーションの数日後、植物を、感染症状、特に子葉および/または葉(例えば、最初の本葉)における胞子形成について評価し、各植物を、「耐性」(胞子形成の兆候を示さない)または「感受性」(胞子形成を示す)として分類した。すべての植物の遺伝子型の特定の割合が「耐性」と分類される場合、例えば約85%超、90%超、95%超、98%超、99%超(または100%)である場合、ホウレンソウ植物の遺伝子型はテストしたレースに対する耐性を有する。当然のことながら、1つ以上の対照植物(例えば、感受性の系統または感受性品種、耐性の系統または品種)も同じ処理および環境条件を使用したアッセイに含め、アッセイが期待どおりに機能することを確認する必要がある。
RPF15の存在についてのこのような試験は、Pfsの任意の単離株またはレースを使用して、遺伝子についてホモ接合性またはヘテロ接合性である植物で行うことができる。遺伝子がヘテロ接合型で存在する場合において、試験により植物が耐性と分類される場合には、耐性は優性である。単純な試験は、耐性遺伝子を含む植物と少なくとも1つのPfsレースに感受性である(すなわち、バックグラウンド耐性を有さない)植物とを交配させ、そのPfsレースに対する耐性についてF1後代を試験することを含む。そのF1後代がそのPfsレースに対する耐性を有する場合、耐性は優性であると結論付けられる。このような試験の結果、RPF15はPfsレース8、9、11、13および16、好ましくは17に対する優性耐性を付与するという結論に至った。優性の単一遺伝子遺伝の別の適切な試験は、耐性遺伝子を含む植物と、すべてのPfsレースに対して感受性である植物とを交配させ、その交配からの後代を自家受粉させてF2世代を作出し、Pfsレースに対する耐性の分離を観察することである。分離が、感受性植物に対する耐性植物の比として3:1である場合、耐性は優性一遺伝子性である。遺伝子がホモ接合型で存在する場合においてのみ、試験により植物が耐性と分類される場合には、耐性は劣性遺伝する。
ホウレンソウ植物または植物部分(例えば、細胞)におけるRPF15耐性遺伝子(または該遺伝子を含む遺伝子移入断片)の存在も直接的に決定することができる。当業者は、本発明のRPF15を含む栽培ホウレンソウ植物(例えば、後代植物)またはホウレンソウ植物の部分、または細胞または細胞培養物のスクリーニング、選択または同定の方法が、SPF_01等のRPF15遺伝子または遺伝子座に連結された1つ以上の分子マーカーを検出することによって達成され得ることを認識する。したがって、一つの態様において、RPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)を有するかまたは配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチド、および/またはRPF15に連結された他のいずれかの分子マーカー、および/またはRPF15遺伝子を含むS.turkestanicaの遺伝子移入断片の存在によって検出可能である。したがって、当業者によって、遺伝子移入断片を含むゲノム、特にゲノム中の第3染色体は、遺伝子移入断片を欠き、代わりにS.oleraceaのゲノム配列を含むゲノム、特にゲノムの第3染色体と区別することができる。
RPF15遺伝子は第3染色体の最初に位置し、第3染色体の0Mbで始まり2.0Mbに至る領域(Spinachbaseにおいて見出される)、特に0.4Mbで始まり1.5Mbで終わる領域に位置する。したがって、この領域がシーケンシングされ、S.turkestanica配列を含み、任意に遺伝子に連結されたSNP_01マーカー(配列番号1)および/またはSNP_02マーカー(配列番号3)も含み、植物がRPF15遺伝子によって付与される耐性表現型を含む場合、植物または植物の部分(例えば、細胞)は、本発明のRPF15遺伝子を含む。
別の態様において、本発明によれば、アクセッション番号NCIMB42608の寄託物中に存在するように、遺伝子移入断片または遺伝子移入断片のサブ断片の一部としてRPF15を含む栽培ホウレンソウ種子が提供される。本発明によれば、RPF15を含む複数の栽培ホウレンソウ種子も提供され、好ましくは容器内に含まれる。
本発明によれば、Peronospora farinosaのレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性を付与し、かつ(潜在的に断片がホモ接合型である場合に限り)Pfsレース1~7および単離株UA0514に対する耐性、任意にレース12および14、および/または他のPfs単離株に対する耐性を付与する、ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物がさらに提供される。本発明の一つの態様において、断片はS.turkestanicaから移入される。本発明の別の態様において、遺伝子移入断片は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に存在する遺伝子移入、またはその断片の短い断片である。したがって、本発明は、上述の遺伝子移入断片のサブ断片を含む栽培ホウレンソウ植物も包含し、前記サブ断片は、Pfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する優性耐性、および(潜在的に断片がホモ接合型の場合に限り)Pfsレース1~7、12および14に対する耐性および単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を付与する。本発明はさらに、前記サブ断片を含む栽培ホウレンソウ植物を包含し、前記サブ断片は、NCIMB42608として寄託された種子中に存在する遺伝子移入断片の一部である。より短いサブ断片は、RPF15遺伝子を保持する。
本発明の栽培ホウレンソウ植物は、ハイブリッド植物、特にF1ハイブリッド、または近交系植物、例えば、F1ハイブリッド種子の生産またはホモ接合性植物、任意に倍加半数体植物の親として使用することができる近交系であり得る。
RPF15遺伝子は、任意のホウレンソウ系統または品種に導入することができる。
言い換えれば、RPF15遺伝子は、代表的なサンプルがNCIMB42608として寄託された種子から生育された植物、またはそこから誘導されRPF15遺伝子を保持するホウレンソウ植物からの遺伝子移入によって、他のホウレンソウ植物に導入することができる。したがって、寄託された種子は、寄託物から直接的に得ることはできないが、(例えば、後にリリースされる市販品種を通じて)間接的に得られ、本発明のRPF15遺伝子を含むホウレンソウ植物と同様に、本発明のRPF15耐性遺伝子の供給源である。
RPF15遺伝子の他の供給源が、例えば、ホウレンソウの野生近縁種(特に、同じPfs耐性表現型を持ち、かつ/または本明細書において提供されるRPF15に連結されたマーカーSNP_01および/またはSNP_02の一方または両方を含む他のS.turkestanica系統)において同定され得、例えば、対立性検定を使用して、Pfs耐性表現型を付与する別の遺伝子が同じ遺伝子であるかまたは異なる遺伝子であるかを決定することができる。同様に、シーケンシングを使用してRPF15遺伝子の存在を確認することができる。別の遺伝子が同じ遺伝子であるかどうかを確認する別の方法は、本発明のRPF15遺伝子に連結された少なくとも1つの分子マーカーの開発、および前記マーカーが別の遺伝子を含む植物で生じるかどうかを分析することを含む。適切なマーカーの例は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)、または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)、または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるCを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドである。
一つの態様において、以下の工程を含む、RPF15遺伝子を含む栽培ホウレンソウ植物を作出するための方法が提供される:
a)本明細書に記載されるRPF15遺伝子を含むホウレンソウ植物と別のホウレンソウ植物とを交配させて後代植物を生産する工程;
b)任意に工程aの後代植物を1回以上自家受粉させて、次世代の自家受粉後代を生産し、任意に種子を生産する工程。
一つの実施形態において、工程a)の別のホウレンソウ植物は、Pfsレース8、9、11、13および16または17の少なくとも1つに対して感受性である。さらなる実施形態において、工程a)の別のホウレンソウ植物は、近交系植物またはホモ接合性植物または雄親系統または雌親系統、または好ましくは選抜雄親系統または選抜雌親系統である。
別の態様において、工程a)および任意に工程b)を含む方法が提供され、下記の工程が続く:
c)RPF15耐性遺伝子を含む工程aまたはbの後代植物を、後代植物が少なくともPfsレース8、9、11、13および16、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を有するかどうか、および/または配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニンまたは配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むかどうか、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むかどうか;および/またはRPF15遺伝子を含むS.turkestanicaからの遺伝子移入断片を含むかどうかを決定することにより同定する工程;
d)任意に工程cで同定された後代植物と別のホウレンソウ植物とを交配させて後代植物または後代種子を生産する工程。
別の実施形態において、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性、好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する耐性を付与し、任意にPfsレース1~7、12および14の1つ以上に対する耐性、および/または単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を付与する)RPF15遺伝子を含むホウレンソウ植物が提供され、
a)NCIMB42608として寄託された種子から得ることができる(または種子中に存在する)、配列番号1および/または配列番号3を含む遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物と、別のホウレンソウ植物とを交配させる工程;
b)任意に工程aの後代植物を1回以上自家受粉させて、次世代の自家受粉後代を生産し、任意に植物において生産された種子を収集する工程
を含む。
一つの実施形態において、工程a)の別のホウレンソウ植物は、Pfsレース8、9、11、13および16または17の少なくとも1つに対して感受性である。さらなる実施形態において、工程a)の別のホウレンソウ植物は、近交系植物またはホモ接合性植物または雄親系統または雌親系統、または好ましくは選抜雄親系統または選抜雌親系統である。
別の態様において、工程a)および任意に工程b)を含む方法が提供され、下記の工程が続く:
c)RPF15耐性遺伝子を含む工程aまたはbの後代植物を、後代植物が少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性を有するかどうか、および/または配列番号1および/または配列番号3を含むかどうかを決定することにより同定する工程;
d)任意に工程cで同定された後代植物と別のホウレンソウ植物とを交配させて後代植物または種子を生産する工程。
両方の方法に関して、以下が本明細書に包含される:一つの態様において、工程a)の植物は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子中に見出されるRPF15遺伝子を含む。ホウレンソウ植物は、寄託種子を用いることにより、または用いて作出され、該寄託種子はPfs耐性表現型(およびそれを付与するRPF15遺伝子)を保持し、かつ、任意に配列番号1および/または配列番号3を保持する。これには、寄託種子を使用して作出された市販のホウレンソウ品種が含まれる。したがって、a)のホウレンソウ植物は、例えば、NCIMB42608に見出されるような(または、それから得ることができる;それから得られる;それから誘導することができる;それから誘導される)、本発明のRPF15遺伝子を含む。
工程c)における選択(または同定)は、表現型に基づいて(すなわち、Pfs耐性アッセイを使用して)、および/または、例えば、RPF15遺伝子、または配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドの遺伝子座に連結された分子マーカーの検出等の分子的方法、またはシーケンシング等の他の方法に基づいて行うことができる。
上記の方法において、工程(a)におけるホウレンソウ植物は、好ましくは、ホモ接合型でRPF15遺伝子(すなわち、RPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片またはそのサブ断片)を含む。工程a)において、耐性を有するホウレンソウ植物は、一つの態様において、a)における植物が耐性であるPfsレースの少なくとも1つに対して感受性である別のホウレンソウ植物と交配される。b)における2番目の親が、a)における植物が耐性であるPfsレースの少なくとも1つに対して感受性であるホウレンソウ植物である場合、工程(d)および/または(f)における選択は、現在そのレースに対して耐性を有する植物の選択に基づく。
上記の方法において、RPF15遺伝子によって付与されるPfs耐性表現型を保持するが、寄託された種子中に存在するものよりも小さい遺伝子移入断片を有する植物を選択および/または同定することもできる。これにより、遺伝子移入断片と結びついたS.turkestanicaの否定的な特性を取り除くことができるため、利点がある。したがって、組み換えにより遺伝子移入断片のサイズを縮小し、より小さな遺伝子移入断片を含むが耐性付与遺伝子を保持する植物を選択することが好ましい。したがって、一つの態様において、ホウレンソウ植物においてPfs耐性付与部分(すなわち、RPF15遺伝子)が保持される限り、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子に由来する(または、それから誘導される;またはそれから誘導することができる;またはそれから得られる;またはそれから得ることができる)すべてのサイズの遺伝子移入断片を有するホウレンソウが本明細書に包含される。上述したように、その存在は、当技術分野において、表現型的に、および/または公知の分子的方法を使用して試験/選択することができる。
以下の工程を含む、少なくともPfsレース8、9、11、13および16(好ましくは8、9、11、13、16および17)に対する優性な耐性を有するホウレンソウ植物を作出する方法も提供される:
a)Spinacia oleracea種の第1のホウレンソウ植物と、Pfsレース8、9、11、13および16または17の1つ以上に対して感受性である第2のホウレンソウ植物とを交配させる工程であって、第1のホウレンソウ植物はPfsレース8,9、11、13、16および16に対する(好ましくはレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性を有し、前記耐性はS.turkestanicaから遺伝子移入された単一の遺伝子によって付与され、該遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)を有するかまたは配列番号3と少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されている;
b)交配の後代から生育させた植物を1回以上自家受粉させて、次世代の自家受粉後代を生産する、および/または、上記の交配の後代から生育させた植物または次世代の自家受粉後代から生育させた植物と、Pfsレース8、9、11、13、16または17の1つ以上に対して感受性であるホウレンソウ植物とを戻し交配させる工程;および
c)工程b)における後代植物の中から、工程a)における第1の親植物の単一遺伝子を含むホウレンソウ植物を同定する工程。
一つの態様において、(RPF15遺伝子に連結している)SNP_01の遺伝子型を使用して、工程c)において植物が同定される。SNP_01のヌクレオチドはアデニン、すなわちドナーヌクレオチドである。したがって、一つの態様において、植物は、ドナーSNP_01ヌクレオチドを含む遺伝子移入断片を含む。
別の態様において、(RPF15遺伝子に連結している)SNP_02の遺伝子型を使用して、工程c)において植物が同定される。SNP_02のヌクレオチドはシトシン、すなわちドナーヌクレオチドである。したがって、一つの態様において、植物は、ドナーSNP_02ヌクレオチドを含む遺伝子移入断片を含む。
上記の方法によって生産された植物もまた、本発明の実施形態である。
また、ホウレンソウ植物または植物部分において、本明細書に記載されるRPF15遺伝子の存在をスクリーニング、同定または検出するための方法であって:
a)以下からなる群から選択される少なくとも1つのSNPマーカーを検出する分子マーカーアッセイを使用して、栽培ホウレンソウ植物または植物部分、またはそのような植物または植物部分のDNAをスクリーニングする工程:
i)配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド;
ii)配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチド;
iii)RPF15遺伝子またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片に連結している別のマーカー;および、任意に、
b)配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーSNPヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02の耐性ドナーSNPヌクレオチド;および/またはRPF15遺伝子またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片に連結している別のマーカーを含む植物または植物部分を同定または選択する工程
を含む方法が提供される。
さらに別の態様において、栽培ホウレンソウ植物が本明細書に記載されるRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片を含むかどうかを検出する方法が提供され、前記方法は:
a)以下からなる群から選択される少なくとも1つのSNPマーカーを検出する分子マーカーアッセイを使用して、植物または植物部分(または該植物または植物部分から得られるDNA)をスクリーニングする工程を含む:
i)配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド;および/または
ii)配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチド;および/または
iii)RPF15遺伝子またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片に連結している別のマーカー。
上記の方法のいずれかから誘導される、得られる、得ることができる、または誘導することができる、または同定もしくは検出される栽培ホウレンソウ植物または植物部分も本発明の実施形態であり、前記植物は、RPF15またはRPF15遺伝子を含む前記植物部分(または、該遺伝子、および任意に該遺伝子に連結しているマーカーを含む遺伝子移入断片)によって付与される少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性を有する。
本発明の植物を使用して、NCIMB42608として寄託された種子から得ることができる(それに存在する;それから誘導することができる;それから得られる、またはそれから誘導される)本発明のPfs耐性遺伝子を有するまたは保持する後代を作出することができる。後代を作出するために、本発明のホウレンソウと別のホウレンソウ植物とを1回以上自家受粉および/または交配させる、種子を収集することができる。後代植物におけるRPF15遺伝子の存在は、Pfs耐性表現型、および/またはRPF15遺伝子または遺伝子座に連結している分子マーカー(例:SNPマーカー)等の分子法によって決定することができる(すなわち、RPF15遺伝子を含む後代植物を同定/選択することができる)。
本発明によれば、さらに、RPF15遺伝子の使用(および、該遺伝子を含む遺伝子移入断片の使用)により、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性、任意にレース1、2、3、4、5、6、7、12、14および単離株UA0514に対する耐性を付与することが意図される。これに対して、同時に、前記遺伝子(遺伝子移入断片)は、Pfsレース10および15に対する耐性を付与しない。
一つの実施形態において、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性、任意にさらにPfsレース1~7、12、14の1つ以上に対する耐性、および/または任意に単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を有する栽培ホウレンソウ植物を作出するための、ホウレンソウ植物、または(例えば、自家受粉によって得られる)前記植物の後代、または再生可能な細胞もしくは細胞培養物、または栄養繁殖させることができる植物部分の使用が提供され、前記植物の代表的な種子は、アクセッション番号NCIMB42608として寄託されている。
別の実施形態において、本発明は、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性、任意にさらにPfsレース1~7、12、14の1つ以上に対する耐性、および/または任意に単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を有する栽培ホウレンソウ植物を作出するための、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子から、または(例えば、自家受粉により得られる)その後代から得ることができる遺伝子移入断片によって付与される少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくとも8、9、11、13、16および17に対する)耐性を有するホウレンソウ植物の使用が意図される。
種子
本発明によれば、本発明の任意の植物を生育させることができる種子が提供される。さらに、本発明によれば、そのような種子が複数提供される。本発明の種子は、(RPF15耐性表現型を有する植物に基づく)表現型的に、および/または分子的方法を使用して、RPF15耐性遺伝子の存在により、他の種子と区別することができる。
一つの態様において、複数の種子が容器(例えば、バッグ、カートン、缶等)に包装される。容器はどのようなサイズでも構わない。種子は、パッキング前にペレット化され(錠剤またはペレットを形成し)、および/または種子コーティングを含む様々な化合物で処理される。
本発明の一つの実施形態において、ホウレンソウ種子はプライミングされている(primed)。プライミング(priming)は、種子の発芽と土壌からの出芽の均一性を高め、野菜の高さの秩序を高めるために、種子に対して行われる水ベースのプロセスである。プライミングにより、最初の苗木の出現から最後の苗木の出現までの時間が短縮される。ホウレンソウ種子をプライミングする方法は、当技術分野でよく知られている(例えば、Chen et al. 2010、Seed Sci. & Technol. 38:45-57を参照されたい)。別の実施形態において、ホウレンソウ種子は作物保護で処理されるか、フィルムコーティングされるか、ペレット化される。フィルムコーティングと作物保護による処理は、一般に組み合わせて行われ、例えば、US20170127670を参照されたい。
植物部分と栄養繁殖
さらなる態様において、本発明の植物から得られる(それから得ることができる)植物部分、および前記植物部分を含む容器またはパッケージが本明細書において提供される。
好ましい実施形態において、植物部分は、本発明のホウレンソウ植物の葉または複数の葉、または葉の部分、好ましくは収穫された葉である。そのような葉は、落ちていてもよく、束になっていてもよく、新鮮であってもよく(例えば、容器、例えばバッグ内にある)、冷凍されていてもよく、ブランチングされていてもよく、または茹でられていてもよい。そのような葉は、新鮮なものでも加工されたものでもよく、食品や飼料製品の一部であってもよい。葉はその発達のどの段階で収穫されてもよいが、好ましい段階は未成熟葉(baby leaf)および成熟葉である。
本発明の植物の他の植物部分としては、葉、葉の部分、茎、茎の部分、柄、柄の部分、芽、芽の部分、つぼみまたはつぼみの部分、挿し木、根、根の部分、根の先端、葉柄、葉柄の部分、子葉、子葉の部分、花、花の部分、花びら、花びらの部分、雄しべ、雄しべの部分、葯、葯の部分、花粉、柱頭、柱頭の部分、花柱、花柱の部分、子房、子房の部分、胚珠、胚珠の部分、種子、種子の部分、種皮、胚、胚の部分、胚軸、胚嚢、果実、果実の部分、細胞、プロトプラスト、カルス、小胞子、分裂組織、形成層等が挙げられる。上述の植物部分の発達の様々な段階が本発明に包含される。
種子としては、例えば、自家受粉後に本発明の植物上で生産される種子、または他家受粉、例えば、本発明の植物と別のホウレンソウ植物由来の花粉との受粉、または別のホウレンソウ植物と本発明の植物の花粉との受粉の後に生産される種子が挙げられる。
一つの態様において、植物の部分または種子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを有するSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを有するSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドについて、ドナーSNPヌクレオチドの存在によって特定することができる。
さらなる態様において、植物部分は植物細胞である。さらなる態様において、植物部分は、再生不可能な細胞または再生可能な細胞である。別の態様において、植物細胞は体細胞である。一つの態様において、細胞はその天然の場所から単離される。
再生不可能な細胞とは、in vitro培養により植物全体に再生することができない細胞である。再生不可能な細胞は、本発明の植物または植物部分(例えば、葉)内にあってもよい。再生不可能な細胞は、種子中の細胞、または前記種子の種皮中の細胞であり得る。成熟した葉、成熟した茎または成熟した根を含む成熟した植物器官は、少なくとも1つの再生不可能な細胞を含む。ベビーリーフホウレンソウの葉等の成熟した植物器官はまた、少なくとも1つの再生不可能な細胞を含む。
さらに、本発明のホウレンソウ植物のin vitro細胞培養物または組織培養物が提供され、細胞培養物または組織培養物は、例えば、限定されないが、葉、葉の部分、茎、茎の部分、柄、柄の部分、芽、芽の部分、つぼみまたはつぼみの部分、挿し木、根、根の部分、根の先端、葉柄、葉柄の部分、子葉、子葉の部分、花、花の部分、花びら、花びらの部分、雄しべ、雄しべの部分、葯、葯の部分、花粉、柱頭、柱頭の部分、花柱、花柱の部分、子房、子房の部分、胚珠、胚珠の部分、種子、種子の部分、種皮、胚、胚の部分、胚軸、胚嚢、果実、果実の部分、細胞、プロトプラスト、カルス、小胞子、分裂組織、形成層、体細胞、非生殖細胞または生殖細胞等の上記の植物部分に由来する。
したがって、一つの態様によれば、Pfsレース8,9、11、13および16に対する(好ましくは、少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性を有するSpinacia oleracea種のホウレンソウ植物の部分に由来する細胞または組織を含む細胞培養物または組織培養物が提供され、前記耐性は、Spinacia turkestanicaから遺伝子移入された単一の遺伝子によって付与され、この遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドに連結されており、かつ/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されている。
一つの態様において、細胞または組織は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むSNP_01のドナー遺伝子型、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むSNP_02のドナー遺伝子型の存在によって特定することができる。
上記の植物部分のいずれかから再生される、または上記の細胞もしくは組織培養物から再生されるホウレンソウ植物も提供され、前記再生植物は(RPF15遺伝子によって付与される)Pfs耐性表現型を有し、すなわち本発明のRPF15遺伝子(または、RPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片)を保持する。この植物は、本発明の植物の栄養繁殖とも呼ばれる。
本発明の植物の収穫された葉、および1つ以上の本発明の植物の複数の葉を含むパッケージも提供される。したがって、これらの葉は、本発明のRPF15遺伝子を含み、最初に使用された植物全体および/または再生植物について、例えば、連結している分子マーカーまたは表現型によって検出することができる。葉は、いずれの発達段階でも収穫することができる。葉を収穫するための好ましい発達段階は、成熟段階および未成熟葉段階である。
本発明によれば、本明細書に記載される植物部分を含むかまたはそれからなる食品または飼料製品も提供される。食品または飼料製品は、新鮮であっても加工されていてもよく、例えば、缶に詰められていてもよく、蒸されていてもよく、茹でられていてもよく、揚げられていてもよく、ブランチングされていてもよく、および/または冷凍されていてもよい。例としては、本発明の植物の葉または葉の部分を含むサラダまたはサラダ混合物、または冷凍されたホウレンソウのパッケージである。
本発明のホウレンソウ植物またはその後代はRPF15遺伝子によって付与されるPfs耐性表現型を保持し、かつ、任意に配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号1と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドを含み、かつ/またはNCIMB42608に存在するRPF15遺伝子および任意に上記SNP_01および/またはSNP_02(または配列番号1および/または配列番号3)を含む遺伝子移入断片またはサブ断片を保持し、かつ、上述した植物の部分は輸送および/または新鮮な販売のために適切に梱包することができる。そのような部分は、限定するものではないが、葉、挿し木、花粉、葉の部分等の実生または植物から得ることができる任意の細胞、組織および器官を包含する。
葉は、未成熟な葉または未成熟なホウレンソウのような未熟な状態、または成熟した状態で収穫され得る。植物、植物またはそれらの部分は、単独で、または他の植物もしくは材料と一緒に容器(例えば、バッグ、カートン、缶等)に詰められてもよい。部分は保管され、かつ/またはさらに処理することができる。したがって、本発明の植物、その後代、および上述の植物部分から得られるそのような葉またはその部分等の1つ以上の部分を含む食品または飼料製品も包含される。例えば、本発明の植物(新鮮および/または加工済み)の植物部分を含む缶、箱、木箱、バッグ、カートン、ガス置換放送(Modified Atmosphere Packaging)、フィルム(例えば、生分解性フィルム)等のような容器も本明細書において提供される。
植物と後代
別の実施形態において、本発明のホウレンソウ植物の植物および部分、ならびに本発明のホウレンソウ植物の後代が提供され、例えば、種子から生育され、有性生殖または栄養繁殖によって作出され、上記の植物部分から再生され、または細胞培養物または組織培養物から再生され、再生された(種子繁殖された、または再生された、または栄養繁殖された)植物は、任意に配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むSNP_01の耐性ドナーヌクレオチドと連結しているRPF15遺伝子によって付与される少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する耐性)(任意にさらにPfsレース1、2、3、4、5、6、7、12および14の1つ以上に対する耐性、および/または任意に単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性)を有する。
一つの態様において、本発明のホウレンソウ植物の後代植物は、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンを含むSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンを含むSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結されたRPF15耐性遺伝子を保持する後代植物である。
別の態様において、後代植物は、Pfsレース8、9、11、13および16に対する耐性(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する耐性)を有するSpinacia oleracea種のホウレンソウ植物であり、該耐性は、Spinacia turkestanicaから導入される単一遺伝子RPF15によって付与され、該遺伝子は、一つの態様において、配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(A)または配列番号1と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるアデニンであるSNP_01の耐性ドナーヌクレオチド、および/または配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(C)または配列番号3と少なくとも90%、好ましくは少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の同等の位置におけるシトシンであるSNP_02の耐性ドナーヌクレオチドに連結している。好ましくは、RPF15の存在は、SNP_01および/またはSNP_02の上記ドナーヌクレオチドおよび/またはRPF15または遺伝子移入断片に連結している別のマーカーにより同定することができる。
上述したように、植物、後代または栄養繁殖が、RPF15遺伝子によって付与されるPfs耐性表現型を含むかどうかは、例えば、上記または実施例に記載されるPfs耐病性アッセイを用いて;および/または分子マーカー分析、DNAシーケンシング(例えば、遺伝子移入を同定するための全ゲノムシーケンシング等)、染色体彩色(chromosome paintinig)等の分子技術を用いて表現型的に試験することができる。
さらに、本発明によれば、例えば、1回以上自家受粉することにより、および/または本発明の植物と異なる品種の別のホウレンソウ植物または育種系統とを、または本発明のホウレンソウ植物とを1回以上交差受粉することにより得られる後代等の(RPF15遺伝子により付与される)Pfs耐性表現型を有するまたは保持する後代が提供される。特に、本発明によれば、NCIMB42608の(において見出される)(Pfs耐性表現型を付与する)RPF15遺伝子を保持する後代が提供される。一つの態様において、本発明によれば、自家受粉、交配、突然変異、二倍体産生または形質転換からなる群から選択される1つ以上の方法によりRPF15耐性を有するホウレンソウ植物から産生される後代植物等の、RPF15耐性を有する後代植物が提供される。突然変異は、自然突然変異またはヒト誘発突然変異または体細胞突然変異であり得る。一つの実施形態において、本発明の植物または種子はまた、(例えば、照射、化学的変異誘発、熱処理、TILLING等によって)変異させることができ、かつ/または植物の1つ以上の特性を変更するために変異された種子または植物を選択することができる(例えば、天然変異体、ソマクローナル変異体等)。同様に、本発明の植物は、形質転換および再生され得、それにより、1つ以上のキメラ遺伝子が植物に導入される。形質転換は、Agrobacterium tumefaciens媒介形質転換または微粒子銃等の標準的な方法を使用して実施することができ、それに続いて形質転換細胞の選択および植物への再生が行われる。本発明の植物またはその後代を所望の形質を付与する導入遺伝子で形質転換することにより、所望の形質(例えば、害虫または耐病性、除草剤耐性、殺菌剤耐性または殺虫剤耐性等を付与する遺伝子)を植物またはその後代に導入することができ、形質転換植物は、RPF15遺伝子およびそれにより付与されるPfs耐性表現型を保持し、所望の形質を有する。
一つの態様において、本発明の植物の一倍体植物および/または二重一倍体植物が本明細書に包含され、RPF15遺伝子によって、またはRPF15遺伝子を含む遺伝子移入断片によって付与される、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8,9、11、13、16および17に対する)耐性を有し、任意にさらにPfsレース1、2、3、4、5、6、7、12および14の1つ以上に対する耐性、および/または任意に単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を有する。一倍体および二重一倍体(DH)植物は、例えば、葯または小胞子の培養および植物全体への再生によって生産することができる。DH産生のために、コルヒチン処理等の既知の方法を使用して染色体倍加を誘導することができる。したがって、一つの態様において、記載されるようなPfs耐性表現型を有するホウレンソウ植物が提供され、該植物は二重一倍体植物である。
別の実施形態において、本発明は、本発明の植物を自家で交配させるか、または異なるホウレンソウ植物と交配させ、得られた種子を収穫することを含む、ホウレンソウ種子を生産する方法に関する。さらなる実施形態において、本発明は、この方法に従って生産された種子および/またはそのような種子を生育させることによって生産されたホウレンソウ植物に関する。したがって、本発明の植物は、ホウレンソウ種子の生産において、雄親および/または雌親として使用することができ、それにより、前記種子から生育される植物は、RPF15遺伝子の存在により、少なくともPfs8、9、11、13および16に対する(好ましくは少なくともレース8、9、11、13、16および17に対する)耐性を有し、任意にPfsレース1、2、3、4、5、6、7、12および14の1つ以上、および/または単離株UA0514および/または他のPfs単離株に対する耐性を有する。
したがって、一つの態様において、本発明のホウレンソウ植物の後代が提供され、該後代植物は、自家受粉、交配、突然変異、二重一倍体産生または形質転換によって産生され、該後代は、本明細書に記載されるRPF15耐性遺伝子(およびそれによって付与される表現型)を保持し、例えば、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子から生育されたホウレンソウ植物と別のホウレンソウ植物とを交配することにより得ることができる。換言すれば、一つの態様において、種子寄託物NCIMB42608中に存在する/それに見出される/それに由来する(またはそれから誘導することができる)耐性遺伝子または遺伝子座(または該遺伝子または遺伝子座を含む遺伝子移入断片)は、後代植物に保持される。
分子マーカーはまた、RPF15耐性遺伝子または遺伝子座を含む植物(またはそれから得られる植物部分または核酸)の同定を助けるために使用することができる。例えば、RPF15耐性遺伝子または遺伝子座に遺伝的に物理的に密接に連結している1つ以上の分子マーカーを開発することができる。これは、(RPF15を有する)耐性を有するホウレンソウ植物と感受性のホウレンソウ植物とを交配し、その交配種から分離集団(例えば、F2または戻し交配集団)を作出することによって行うことができる。次いで、分離集団をPfs耐性について表現型分類し、例えば、SNP(一塩基多型)、AFLP(増幅断片長多型;例えば、EP534858を参照されたい)等の分子マーカーまたはその他を用いて遺伝子型分類し、かつ、ソフトウェア分析によって、分離集団のPfs耐性形質と共分離する分子マーカーが同定され、RPF15耐性遺伝子または遺伝子座に対するそれらの順序および遺伝的距離(centiMorgan距離、cM)を同定することができる。SpinachBaseに対するBLAST分析により、第3染色体上の物理的な位置を決定することができる。隣接するマーカーが特定される場合(RPF15遺伝子のいずれかの側)、RPF15がマーカーの間に位置する第3染色体の物理領域を特定することができる。
RPF15耐性遺伝子座と密接に連結している分子マーカー、例えば、5cM以下の距離のマーカーは、RPF15耐性遺伝子または遺伝子座を含む遺伝子移入断片を含むまたは保持する植物(例えば、本発明の植物または本発明の植物の後代)または植物部分の検出および/または選択に使用することができる。そのような密接に連結している分子マーカーは、育種プログラム、すなわちマーカー支援選択(MAS)において、表現型選択を置き換える(または表現型選択に加えて使用する)ことができる。好ましくは、連結しているマーカーがMASにおいて使用される。マーカーとして使用することができる1つの配列は、記載されるSNP_01を含む配列である。より好ましくは、隣接マーカー、すなわち、RPF15遺伝子または遺伝子座のいずれかの側の1つのマーカーをMASにおいて使用することができる。
当業者は、本明細書に開示される配列番号1、配列番号3および寄託された種子を使用して、当該分野で公知の方法を使用することにより、RPF15遺伝子自体の配列を同定することもできる。例えば、第3染色体領域のシーケンシングを行い、その配列と、例えば、SpinachBaseにおける配列とを比較することにより、RPF15遺伝子自体を同定するために、遺伝子移入断片状のオープンリーディングフレームを同定することができる。例えば、CRISPR-Cas9によるRPF15遺伝子の改変は、遺伝子の機能を証明するために使用することができる。したがって、当業者はまた、RPF15遺伝子における(例えば、プロモーター、タンパク質コード配列、他の調節配列における)誘導された突然変異を含む植物を作出することができる。RPF15遺伝子に誘発された突然変異を含む植物は、本明細書に包含される。
一つの態様において、RPF15遺伝子に連結している1つ以上のマーカーの存在について、ホウレンソウ種子、植物または植物部分、またはそのような種子、植物または植物部分からのDNAをスクリーニングし、任意に選択する方法が提供される。
他の態様において、RPF15遺伝子は、1つ以上の核酸プローブ、核酸プライマー、またはそれらの組み合わせを使用して検出することができる。
したがって、一つの態様において、RPF15遺伝子は、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件を使用して、RPF15遺伝子を含む植物または植物部分から得られるゲノムDNAにハイブリダイズする1つ以上の核酸プローブによって検出することができる。
核酸プローブは、例えば、配列番号1を含む(または配列番号1と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の106と同等の位置におけるアデニンを含む)DNA分子、または配列番号3を含む(または配列番号3と少なくとも90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列の184と同等の位置におけるシトシンを含む)DNA分子、またはそのいずれかの相補配列であり得る。別の態様において、RPF15遺伝子は、RPF15遺伝子に連結しているゲノムDNAを増幅する1つ以上の核酸プライマーによって検出することができる。例えば、プライマーは、上述の配列番号1または配列番号1と90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、106と同等の位置にアデニンを有する配列、または配列番号3または配列番号3と90%、91%、92、%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有し、184と同等の位置にシトシンを有する配列を含む核酸分子を増幅することができる。好適なプライマーは、例えば、SNPマーカーの70~100bp上流および70~100bp下流であり、該マーカーを増幅するフォワードおよびリバースのプライマーを設計するために選択することができる。プライマーは、例えば、SNP遺伝子型決定のために、例えば、SNP_01および/またはSNP_02についてのSNP遺伝子型を検出するためのKASPアッセイでにおいて使用することができる。
植物または植物部分における目的の形質(すなわち、RPF15遺伝子または遺伝子座)の相対的な存在または不在を特定することができる他のタイプの分子マーカーおよび/または他のアッセイも、育種目的に有用である。
本発明の技術分野において、DNA配列のヌクレオチドにおいて、不明確なコードが知られており(IUPACコードを参照されたい)、例えば、YはCまたはTを表し;KはTまたはGを表し;RはAまたはGを表す。
寄託情報
Spinacia oleraceaの種子の代表的な番号NCIMB42608は、2016年7月12日にブダペスト条約に基づいてNunhems B.V.によってNCIMB Ltd.、Ferguson Building、Craibstone Estate、Bucksburn、Aberdeen AB21 9YA、United Kingdom(NCIMB)に寄託された。寄託へのアクセスは、この出願の係属中に、要求に応じて権利を与えられると米国特許庁の局長によって決定された者
が利用することができる。37 C.F.R.§1.808(b)の下、寄託された材料の公衆への入手可能性について寄託者によって課されたすべての制限は、特許の付与時に取消不能の形で解除される。寄託は30年の期間、または最新の要求から5年もしくは特許の法的強制力のある存続期間のいずれか長い間維持され、その期間中にそれが実行不可能になった場合は置き換えられる。出願人は、この出願に関するこの特許または植物品種保護法(7 USC 2321以下参照)に基づいて付与された権利を放棄しない。
記載された本発明の製品および方法の様々な改変および変形は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明らかであろう。本発明は、特定の好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、請求される本発明は、そのような特定の実施形態に過度に限定されるべきではないことを理解されたい。実際に、植物育種、化学、生物学、植物病理学または関連分野の当業者に明らかな、本発明を実施するための記載された様式の様々な改変は、以下の特許請求の範囲内に包含されることが意図される。
本発明は以下の実施例においてさらに例示され、これらは例示のみを目的とするものであり、決して本発明を限定することを意図するものではない。
1-野生ドナーの選択および野生ドナーからのRPF15遺伝子の栽培ホウレンソウへの交配
いくつかの野生のアクセッションについて、Peronospora farinosa f. sp. spinaciaeのレース1~16および単離株UA0514の感染に対する耐性を試験した。Spinacia turkestanicaアクセッションは、少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対する耐性を有することが見出され、選択された。
選択された植物(耐性ドナー)を、Pfsに対する既知のバックグラウンド耐性を有さない栽培ホウレンソウ植物と交配させた。後代植物を、選択された植物(ドナー)が示すような少なくともPfsレース8、9、11、13および16に対するPfs耐性について試験し、耐性を有する後代植物を選択し、上記の栽培ホウレンソウ植物と戻し交配し、数世代にわたって自家受粉させて遺伝子移入断片をホモ接合型で含む系統を作出した。このように、Spinacia turkestanicaドナーからの耐性が栽培ホウレンソウ植物に遺伝子移入された。このようにして得られた植物系統の種子を、NCIMBに番号NCIMB42608として寄託した。
2-RPF15遺伝子を含む栽培ホウレンソウのPfs耐性表現型
Peronospora farinosa感染に対する耐性を、(オランダのa.o.Naktuinbouwから入手可能な)異なるセットを使用して試験した。
NCIMB42608種子(RPF15遺伝子を含む)から生育されたホウレンソウ植物を、BVB基質(Euroveen、Grubbenvorst)を含むトレーに前記異なるセットおよびチェックとして機能する他の遺伝子型からのホウレンソウ植物と共に植え、Agra-vermiculite(Pull、Rhenen)で覆った。試験ごとに、1つの遺伝子型から少なくとも10の植物を1つまたは2つの複製で試験した。トレーを、12時間の日長で、12℃/15℃(昼/夜)の気候セル(climate cell)に置いた。播種後14日に、Peronospora farinosa f. sp. spinaciaeの病原性レースの胞子嚢懸濁液(2.5×10/ml)を噴霧することにより、植物に接種した。このようにして、病原性レースを検定した。接種された植物を、相対湿度100%の透明なプラスチック素材で24時間覆い、この期間の後、プラスチックを上部から取り除き、相対湿度を80%に低下させた。
10日後、Irish et al.(2007;Plant Dis. 91:1392-1396)によって記載されているように、子葉および本葉における病原体の胞子形成の症状に基づいて、植物を「耐性」または「感受性」と評価した。胞子形成の証拠を示す植物系統を「感受性」と見なした。系統の個体の少なくとも85%が胞子形成を示さなかった植物系統を「耐性」と見なした。耐性植物に再接種して、耐性と最初に評価された植物が感染を免れたか、またはそれらが本当に耐性であったかを評価した。これらの植物は、2回目の接種から10日後に再び評価された。植物の15%未満が「感受性」(すなわち、85%を超える植物が胞子形成を示さない)に分類される遺伝子型を、耐性遺伝子型と見なした。
NCIMB42608においてホモ接合型で存在する新しい耐性遺伝子RPF15は、Pfs1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14および16ならびに単離株UA0514に対する耐性を付与することが見出された。表2は、(ホモ接合的にRPF15を含む)NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物の耐性を示す。
RPF11、RPF12またはRPF13のホモ接合系統は、Pfsレース16に対する耐性を有さないことが見出された。
Figure 0007467343000003
表1の感受性および耐性の異なる品種をチェックとして使用したところ、表1に示した基準により予測される通りの挙動を示した(データは示していない)。
Figure 0007467343000004
3-他のホウレンソウ植物へのRPF15耐性形質の遺伝子移入
別の実験において、NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物を、試験対象のレースに感受性である別のホウレンソウ植物と(父親として)交配した。実施例2に記載されるように、F1集団の植物について、Pfsレース8、9、11、13および16に対するPfs耐性を試験した。ヘテロ接合性F1植物は、Pfsレース8、9、11、13および16に対する耐性を保持することが観察され、したがって、これらのレースに対する耐性が優性であると結論付けられた。F2集団においては、これらのレースに対する耐性は3(耐性):1(感受性)の比率で分離した。
4-RPF15に連結しているマーカーの開発およびアラインメント
(RPF15遺伝子を含む)NCIMB42608のホウレンソウ植物と、RPF15耐性遺伝子を有さず、Pfsに対するバックグラウンド耐性を有さないホウレンソウ植物とを交配させることにより、F2集団を作出した。連鎖マッピングを行い、RPF15遺伝子に連結している二つの単一ヌクレオチド多型マーカー(SNP)である、表3に示すSNP_01およびSNP_02を同定した。
Figure 0007467343000005
Figure 0007467343000006
配列番号1はヌクレオチド106におけるアデニンを含み、配列番号2はヌクレオチド106におけるグアニンを含む。配列番号3はヌクレオチド184におけるシトシンを含み、配列番号4はヌクレオチド184におけるグアニンを含む。配列番号1および配列番号2は204bpである。配列番号3および配列番号4は299bpである。上述したように、再生親は感受性を有する。
配列番号1および2は、(中国ホウレンソウ系統SP75の)SpinachBaseゲノム配列に対するBLAST分析にも使用された。この分析により、配列番号1および2が第3染色体上に位置し、ヌクレオチド1091059で始まり、ヌクレオチド1090856で終わり、SNP_01がSP75のヌクレオチド1090954(このヌクレオチドにAを含む)にあることが示された。
SpinachBaseのゲノム配列と配列番号1との対でのアラインメントにおいて、2つの配列は97%配列同一性を有していた(Emboss program ‘Needle’、デフォルトのパラメータを使用した対でのアラインメント)(図1を参照されたい、SNP_01は太字)。したがって、いずれもSNP_01の位置にアデニンを有していた。
また、配列番号3および4は、(中国ホウレンソウ系統SP75の)Spinachbaseのゲノム配列に対するBLAST分析に使用された。この分析により、配列番号3および4が第3染色体上に位置し、ヌクレオチド607940で始まり、ヌクレオチド607636で終わり、SNP_02がヌクレオチド607751(このヌクレオチドにGを含む)にあることが示された。
SpinachBaseのゲノム配列と配列番号3との対でのアラインメントにおいて、2つの配列は96%配列同一性を有していた(Emboss program ‘Needle’、デフォルトのパラメータを使用した対でのアラインメント)(図2を参照されたい、SNP_02は太字)。これに対して、配列番号3はヌクレオチド位置184(SNP_02)にシトシンを有しており、配列番号4はヌクレオチド位置184(SNP_02)にグアニンを有しており、前記参照ゲノムも配列番号3および配列番号4のヌクレオチド位置184(SNP_02)と同等の位置にグアニンを有していた。
図1および2は、配列番号1または配列番号3と他の配列、例えば、配列番号1または配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有する配列との対での配列アラインメントにより、SNP_01およびSNP_02の両方、すなわち配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニンおよび配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(いずれもS.turkestanicaからの遺伝子移入断片に存在する)が、配列番号1または配列番号3と100%同一でない配列において同定できることを示す。本明細書において、このような配列におけるヌクレオチドの位置は、配列番号1の位置106または配列番号3の位置184と「同等」のヌクレオチドの位置と呼ばれる。
配列番号1のヌクレオチド106におけるアデニン(SNP_01)、および配列番号3のヌクレオチド184におけるシトシン(SNP_02)、または配列番号1または配列番号3と少なくとも90%の配列同一性を有する配列の同等のヌクレオチドにおけるアデニンを使用して、RPF15が位置している遺伝子移入断片を含む植物および植物部分を選択することができる。
5-他の耐性遺伝子マーカーの試験
WO2015054339は特許出願であり、少なくともPfsレース7、10、11、12、13および14に対する耐性を付与する量的形質遺伝子座(QTL)を含むS.tetrandraからの遺伝子移入について説明するものである。前記出願には、WO2015054339に記載されるS.tetrandraドナーのQTLに隣接するS.tetrandra隣接配列、配列番号1および配列番号2が開示されており、すなわち、それらは、少なくともPfsレース7、10、11、12、13および14に対する耐性を付与するS.tetrandra遺伝子に隣接している。以下において「左側S.tetrandra隣接マーカー」と呼ばれるWO2015054339の配列番号1は、配列番号5として本願に追加され、かつ、以下において「右側S.tetrandra隣接マーカー」と呼ばれるWO2015054339の配列番号2は、配列番号6として本願に追加された。
本発明者らによって寄託された植物系統を、前記左側および右側のS.tetrandra隣接マーカーの存在について試験した。前記特許に記載されている2つの隣接配列領域のそれぞれについて、NCIMB42608から生育されたホウレンソウ植物のDNAの対応する領域を増幅する2つのプライマーペアを設計した。合計8つのPCRプライマーを整列させ、領域内のPCR断片が得られるようにJCeasarを使用してin silicoでチェックした。
NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物のDNAに対して、左側S.tetrandra隣接マーカーを使用して、PCRを行った。得られたPCR産物を、予想される断片長についてアガロースゲル上で検証した。断片は予想されたサイズであり、シーケンシングした。シーケンシングされた材料の断片を、Sequencherにおける2つの隣接配列領域のそれぞれのコンティグ(contig)に整列させた。これらのコンティグに基づいて、NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物は、左側S.tetrandra隣接マーカーを含まなかった。その代わりに、NCIMB42608の種子とそれから生育された植物は、本願に配列番号7(S.oleracea)として追加された別の配列(S.oleracea配列)を有していることが見出された。2つの配列間のアラインメントを図3に示す。寄託された種子には、左側S.tetrandra隣接配列が存在しないことは明らかである。
NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物のDNAに対して、右側S.tetrandra隣接マーカーのプライマーペアの組み合わせを使用して、第2のPCRを行った。得られたPCR産物を、予想される断片長についてアガロースゲル上で検証した。断片は予想されたサイズであり、シーケンシングした。シーケンスシングされた材料の断片を、Sequencherにおける2つの隣接配列領域のそれぞれのコンティグ(contig)に整列させた。これらのコンティグに基づいて、NCIMB42608種子から生育されたホウレンソウ植物は、右側S.tetrandra隣接マーカーを含まなかった。その代わりに、NCIMB42608の種子とそれから生育された植物は、本願に配列番号8として追加された別の配列(S.oleracea)を有していることが改めて見出された。2つの配列間のアラインメントを図4に示す。寄託された種子には、右側S.tetrandraの隣接配列が存在しないことは明らかである。何をどのように調整したかを示してください。
したがって、左側または右側のどちらのS.tetrandra隣接マーカーもNCIMB42608に存在しない。NCIMB42608は、染色体の領域にS.oleracea配列の配列番号7および8を含む。明らかに、本発明の他の栽培ホウレンソウ系統または品種は、それらのゲノム中に配列番号7および/または配列番号8、または配列番号7および8のいずれかと少なくとも95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する配列を含み得る。
興味深いことに、これらの配列を使用してSpinachBaseでBLAST分析を行うと、これらは、上記特許出願WO2015054339において述べられているように、第6染色体ではなく第3染色体に配置されているように見える。
Figure 0007467343000007
したがって、S.tetrandraのQTLは、第3染色体の0.7Mbと1.41Mbとの間にあるように見える。
6-RPF15のファインマッピング
NCIMB42608種子(RPF15遺伝子を含む)から生育されたホウレンソウ植物と、RPF15耐性遺伝子を含まず、Pfsに対するバックグラウンド耐性を含まないホウレンソウ植物とを交配させることにより、さらなる分離集団が作出される。また、RPF15が見出だされた染色体領域にさらにSNPが追加される。さらなるマッピングが行われ、RPF15遺伝子に連結しているより多くの一塩基多型マーカー(SNP)マーカーが生成される。
参考文献
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Xu, C. et al. (2017, Nat. Commun. 8, 15275 doi: 10.1038/ncomms15275) “Draft genome of spinach and transcriptome diversity of 120 Spinacia accessions” (2017)

Claims (16)

  1. ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの第3染色体上の遺伝子移入断片を含むSpinacia oleracea種のホウレンソウ植物であって、
    前記遺伝子移入断片はNCIMB42608またはその後代に由来する耐性遺伝子RPF15を含み、ヘテロ接合型またはホモ接合型で少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与し、かつ、Peronospora farinosaのレース10および15に対して耐性を付与せず、かつ、
    前記耐性遺伝子RPF15はヌクレオチド106(SNP_01)がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ/またはヌクレオチド184(SNP_02)がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ、
    前記遺伝子移入断片は、前記耐性遺伝子RPF15遺伝子を、ホモ接合型で、配列番号1および3で示されるそれぞれのヌクレオチド配列間の第3染色体上に含む、前記植物。
  2. 前記耐性遺伝子RPF15が、それがホモ接合型である場合にPeronospora farinosaのレース1~9、11~14、16および17に対する耐性をさらに付与する、請求項1に記載の植物。
  3. 前記ドナーがSpinacia turkestanica種のものである、請求項1または2に記載の植物。
  4. 前記遺伝子移入断片が、アクセッション番号NCIMB42608として寄託されたホウレンソウ種子に含まれる断片、または前記耐性遺伝子を保持し、配列番号1および/または配列番号3をさらに保持する前記遺伝子移入断片のサブ断片である、請求項3に記載の植物。
  5. 前記耐性遺伝子が、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子から生育されるホウレンソウ植物と別のホウレンソウ植物とを交雑させることにより得られる、請求項1~4のいずれか一項に記載の植物。
  6. 前記ホウレンソウ植物がハイブリッド植物であり、前記ハイブリッド植物がヘテロ接合型またはホモ接合型の前記耐性遺伝子を含むか、または前記ホウレンソウ植物がホモ接合型の前記耐性遺伝子を含む近交系植物または雄親系統または雌親系統である、請求項1~5のいずれか一項に記載の植物。
  7. 前記ホウレンソウ植物が、サボイ、セミサボイ、フラットリーフもしくはスムーズリーフ、またはオリエンタルからなる群から選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載の植物。
  8. 請求項1~7のいずれか一項に記載の植物が生育される、種子。
  9. 前記耐性遺伝子RPF15を保持し、ヌクレオチド106がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列をさらに保持し、かつ/またはヌクレオチド184がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列を保持する、請求項1~7のいずれか一項に記載のホウレンソウ植物の後代植物。
  10. 前記後代植物が、自家受粉、交配、二重一倍体産生または形質転換からなる群から選択される1つ以上の方法によって産生される、請求項9に記載の後代植物。
  11. 少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対する耐性を有するホウレンソウ植物を産生するための、アクセッション番号NCIMB42608として寄託された種子またはその後代または請求項1~7および9~10のいずれか一項に記載の植物の使用であって、
    前記NCIMB42608として寄託された種子またはその後代は耐性遺伝子RPF15を含み、
    前記耐性遺伝子RPF15はヘテロ接合型またはホモ接合型で少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与し、かつ、Peronospora farinosaのレース10および15に対して耐性を付与せず、かつ、
    前記耐性遺伝子RPF15はヌクレオチド106(SNP_01)がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ/またはヌクレオチド184(SNP_02)がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ、
    前記種子または後代および植物は、前記耐性遺伝子RPF15遺伝子を、ホモ接合型で、配列番号1および3で示されるそれぞれのヌクレオチド配列間の第3染色体上に含む、前記使用
  12. 請求項1~7のいずれか一項に記載のホウレンソウ植物または請求項9~10のいずれか一項に記載の後代植物の部分であって、該部分が、葉、葉の部分、茎、茎の部分、柄、柄の部分、芽、芽の部分、つぼみまたはつぼみの部分、挿し木、根、根の部分、根の先端、葉柄、葉柄の部分、子葉、子葉の部分、花、花の部分、花びら、花びらの部分、雄しべ、雄しべの部分、葯、葯の部分、花粉、柱頭、柱頭の部分、花柱、花柱の部分、子房、子房の部分、胚珠、胚珠の部分、種子、種子の部分、種皮、胚、胚の部分、胚軸、胚嚢、果実、果実の部分、細胞、プロトプラスト、カルス、小胞子、分裂組織、形成層であり、該植物の部分は、少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与する耐性遺伝子を保持し、かつ、ヌクレオチド106がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列をさらに保持し、かつ/またはヌクレオチド184がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列を保持する、前記部分。
  13. 請求項1~7のいずれか一項に記載のホウレンソウ植物または請求項9~10のいずれか一項に記載の後代植物の少なくとも1つの細胞または組織を含んでなる細胞培養物または組織培養物、または請求項12に記載の植物部分のいずれか1つからの少なくとも1つの細胞または組織を含む細胞培養物または組織培養物であって、前記細胞培養物または組織培養物は、少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与する耐性遺伝子を保持し、かつ、ヌクレオチド106がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列をさらに保持し、かつ/またはヌクレオチド184がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列を保持する、前記細胞培養物または組織培養物。
  14. 請求項13に記載の細胞培養物または組織培養物から再生されたホウレンソウ植物であって、前記植物は、少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与する耐性遺伝子を保持し、かつ、ヌクレオチド106がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列、および/またはヌクレオチド184がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列をさらに保持する、前記ホウレンソウ植物。
  15. ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの第3染色体上の遺伝子移入断片を含むホウレンソウ植物を同定または選択する方法であって、
    配列番号1のヌクレオチド106(SNP_01)のアデニンの存在、または配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列における配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置のアデニンの存在、および/または配列番号3のヌクレオチド184(SNP_02)のシトシンの存在、または配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列における配列番号1のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置のシトシンの存在を決定することを含み、
    前記遺伝子移入断片はNCIMB42608またはその後代に由来する耐性遺伝子RPF15を含み、ヘテロ接合型およびホモ接合型で少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与し、かつ、Peronospora farinosaのレース10および15に対して耐性を付与せず、
    前記遺伝子移入断片は、前記耐性遺伝子RPF15遺伝子を、ホモ接合型で、配列番号1および3で示されるそれぞれのヌクレオチド配列間の第3染色体上に含む、前記方法。
  16. ホウレンソウの野生近縁種であるドナーからの第3染色体上の遺伝子移入断片を含む栽培ホウレンソウ植物の細胞であって、
    前記遺伝子移入断片はNCIMB42608またはその後代に由来する耐性遺伝子RPF15を含み、テロ接合型およびホモ接合型で少なくともPeronospora farinosaのレース8、9、11、13および16に対して耐性を付与し、かつ、Peronospora farinosaのレース10および15に対して耐性を付与せず、かつ、
    前記耐性遺伝子RPF15はヌクレオチド106(SNP_01)がアデニンである配列番号1、または配列番号1のヌクレオチド106に相当するヌクレオチド位置がアデニンである配列番号1と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ/またはヌクレオチド184(SNP_02)がシトシンである配列番号3、または配列番号3のヌクレオチド184に相当するヌクレオチド位置がシトシンである配列番号3と少なくとも95%の配列同一性を有する配列と連結されており、かつ、
    前記遺伝子移入断片は、前記耐性遺伝子RPF15遺伝子を、ホモ接合型で、配列番号1および3で示されるそれぞれのヌクレオチド配列間の第3染色体上に含む、前記細胞。
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