WO2024257777A1 - 植物寄生性センチュウ防除剤 - Google Patents

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WO2024257777A1
WO2024257777A1 PCT/JP2024/021268 JP2024021268W WO2024257777A1 WO 2024257777 A1 WO2024257777 A1 WO 2024257777A1 JP 2024021268 W JP2024021268 W JP 2024021268W WO 2024257777 A1 WO2024257777 A1 WO 2024257777A1
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plant
polypeptide
rmir1
amino acid
seq
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PCT/JP2024/021268
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進一郎 澤
英彦 春原
豊 佐藤
一行 土井
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Kumamoto University NUC
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Kumamoto University NUC
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P5/00Nematocides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
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    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H6/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
    • A01H6/46Gramineae or Poaceae, e.g. ryegrass, rice, wheat or maize
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N37/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
    • A01N37/44Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a nitrogen atom attached to the same carbon skeleton by a single or double bond, this nitrogen atom not being a member of a derivative or of a thio analogue of a carboxylic group, e.g. amino-carboxylic acids
    • A01N37/46N-acyl derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Definitions

  • the present invention relates to a plant parasitic nematode control agent, a plant transformant, and a method for producing the plant transformant.
  • Plant-parasitic nematodes are said to infest more than 2,000 species of plants, and are known to have an extremely wide host range. Potential host plants include many agriculturally important crops, and damage caused by them has been reported to amount to $150 billion worldwide.
  • root-knot nematodes three species are known to cause particularly great damage to agriculture: root-knot nematodes, root-leak nematodes, and cyst nematodes.
  • the sweet potato root-knot nematode (Meloidogyne incognita), a type of root-knot nematode, has a wide host range and parasitizes a variety of plants around the world, including agricultural crops, and has been reported to cause effects such as reduced yields, reduced quality, growth inhibition, and death. This is also a problem worldwide from the perspective of stabilizing food production, and measures are urgently needed.
  • Agricultural damage caused by plant-parasitic nematodes is generally difficult to control because they progress while hidden in the soil. For this reason, spraying highly toxic chemicals (nematicides) has been used as an effective control technique for plant-parasitic nematodes.
  • highly toxic chemicals such as nematicides can cause soil contamination, which is a problem.
  • the use of methyl bromide, the main nematicide, has been banned since 2005 due to its ozone layer depletion. Therefore, there is a demand for an effective nematode control technique that does not rely on nematicides.
  • Non-Patent Document 1 Tomatoes into which the Mi-1 gene has been introduced exhibit strong resistance against the sweet potato root-knot nematode, and tomatoes with this gene introduced are widely used in agricultural fields. It has also been reported that lettuce into which the tomato-derived Mi-1 gene has been introduced acquires nematode resistance (Non-Patent Document 2).
  • the object of the present invention is to discover a novel gene that causes a difference in resistance between the plant parasitic nematode-resistant rice cultivar ARC10313 and the plant parasitic nematode-susceptible cultivar T65, and to provide a plant parasitic nematode control agent based on the novel gene.
  • the present inventors focused on the indica variety Kalo Dhan, which was found in previous research to be resistant to sweet potato root-knot nematodes, and created 128 recombinant inbred lines (RILs) between Kalo Dhan and the susceptible japonica variety Taichung 65 (T65), and carried out QTL analysis and gene mapping based on the RILs (Patent Document 1). As a result, they revealed that the Os04g0112100 gene (referred to herein as ROOT KNOT NEMATODE RESISTANCE 1 or RKNR1) is one of the genes that causes differences in nematode resistance between the two varieties, Kalo Dhan and T65.
  • ROOT KNOT NEMATODE RESISTANCE 1 or RKNR1 is one of the genes that causes differences in nematode resistance between the two varieties, Kalo Dhan and T65.
  • the inventors attempted to identify additional resistance genes between the two varieties, Kalo Dhan/T65, using the above-mentioned RIL line, but were unable to map resistance genes other than the RKNR1 gene in the RIL line. Therefore, genes other than the RKNR1 gene that cause differences in nematode resistance between the two varieties, Kalo Dhan/T65, have not been identified and remain unknown at present.
  • the present inventors focused on ARC10313, a resistant cultivar different from that in the above study, and came up with the idea of searching for a new nematode resistance gene different from that in the above study. Specifically, in order to search for a gene that causes a difference in resistance between the resistant cultivar ARC10313 and the susceptible cultivar T65, a new RIL line was created between the two cultivars ARC10313/T65. QTL analysis was performed on this new RIL, and further gene mapping was performed using a chromosome segment substitution line (CSSL line).
  • CSSL line chromosome segment substitution line
  • the Os06g0621600 gene (referred to herein as ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1 or RMIR1) was found to be a new gene related to the difference in nematode resistance between the two cultivars ARC10313/T65. Furthermore, they introduced the RMIR1 gene of a nematode-resistant variety into a nematode-susceptible variety to produce a transformed strain, and found that nematode resistance was obtained, leading to the completion of the present invention.
  • the present invention is based on the above findings and provides the following:
  • a plant-parasitic nematode control agent comprising an RMIR1 polypeptide having any one of the amino acid sequences shown in (a) to (c) below, or a fragment thereof: (a) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13; (b) an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13, or (c) an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13.
  • a plant parasitic nematode control agent according to (3) or (4), further comprising an RKNR1 polynucleotide encoding the RKNR1 polypeptide or a fragment thereof described in (2).
  • a plant parasitic nematode control agent comprising an expression vector containing the RMIR1 polynucleotide described in (7), (3) or (4).
  • the plant parasitic nematode control agent according to any one of (1) to (7), wherein the plant parasitic nematode is a root-knot nematode.
  • a plant transformant having resistance to a plant parasitic nematode comprising the plant parasitic nematode control agent according to any one of (1) or (2) or (3) to (9), or a progeny thereof retaining the polynucleotide or the expression vector.
  • a method for producing a plant transformant having resistance to a plant parasitic nematode comprising the steps of: (7) A method comprising the steps of: introducing the expression vector according to (7) into a plant; and selecting a plant into which the expression vector has been introduced.
  • This specification includes the disclosure of Japanese Patent Application No. 2023-097058, which is the priority basis of this application.
  • the present invention provides a plant parasitic nematode control agent based on the RMIR1 gene that confers resistance to plant parasitic nematodes.
  • the double arrow indicates the genomic region where the RMIR1 gene is mapped.
  • the structures of the polypeptides encoded by the RMIR1 genes in ARC10313, N22, Kalo Dhan, T65, and Nipponbare are shown.
  • the results of evaluating the resistance of RMIR1 transformed lines to the sweet potato root-knot nematode are shown below. ** indicates P ⁇ 0.01 (Student's t-test). Error bars indicate standard error.
  • the results of evaluating the resistance of 77 rice cultivars, RKNR1 transformed lines, and RMIR1 transformed lines to sweet potato root-knot nematode are shown. Error bars indicate standard error.
  • Plant parasitic nematode control agent 1-1 Overview
  • a first aspect of the present invention is a plant parasitic nematode control agent.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention consists of or contains a nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof, or contains a polynucleotide encoding either of them or an expression vector containing the same.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention has a control effect against plant parasitic nematodes.
  • plant parasitic nematode is not particularly limited as long as it is a nematode that can parasitize plants.
  • Known plant parasitic nematodes include root-knot nematodes (Meloidogyne), Pratylenchus, cyst nematodes (six genera of cyst nematodes are known: Afenestrata, Cactodera, Dolichodera, Globodera, Heterodera, and Punctodera), Aphelenchoides, and Ditylenchus.
  • the plant parasitic nematode to be controlled by the present invention is preferably a root-knot nematode.
  • Root-knot nematodes parasitize the roots of plants, deriving nutrients from the protoplasm of plant cells and forming nodules on the plant roots. Root-knot nematode larvae molt once inside the egg and become second stage (J2) larvae before hatching. The second stage larvae move through the soil, invade the tissue near the apex of the plant root, settle near the vascular bundle and ingest nutrients, then molt a second time to become adults.
  • Adult body lengths are approximately 0.5-1 mm, and female adults excrete egg capsules into which they lay approximately 400-1500 eggs.
  • Examples of species belonging to the genus Meloidogyne include Meloidogyne oryzae, Meloidogyne javanica, Meloidogyne incognita (often referred to as "Mi" in this specification), Meloidogyne hapla, Meloidogyne mali, and Meloidogyne arenaria.
  • Examples of species belonging to the root-leakage nematode family include the northern root-leakage nematode (Pratylenchus penetrans), southern root-leakage nematode (Pratylenchus coffeee), wheat root-leakage nematode (Pratylenchus neglectus), sawtooth root-leakage nematode (Pratylenchus crenatus), walnut root-leakage nematode (Pratylenchus vulnus), and channel root-leakage nematode (Pratylenchus loosi).
  • cyst nematode family examples include the potato cyst nematode (Globodera rostochiensis), the soybean cyst nematode (Heterodera glycines), and the clover cyst nematode (Heterodera trifolii).
  • Examples of species belonging to the genus Aphelenchoides include the peel nematode (Aphelenchoides ritzemabosi), the strawberry nematode (Aphelenchoides fragariae), and the rice root nematode (Aphelenchoides besseyi).
  • stem nematode examples include the stem nematode (Dithlenchus destructor) and the stem nematode (Ditylenchus dipsaci).
  • the plant is not particularly limited as long as it is a plant species that can be parasitized by plant parasitic nematodes, and may be either angiosperms or gymnosperms.
  • Angiosperms also include both dicotyledonous and monocotyledonous plants.
  • Representative plants include important plants in agriculture, particularly in the seed and floriculture industries, such as crop plants such as grains, flowers, vegetables, and fruits.
  • monocotyledonous plants include species belonging to the Poaceae family (e.g., rice, wheat, barley, rye, corn, sugarcane, foxtail millet, millet, barnyard millet, sorghum, and sorghum), species belonging to the Musaceae family (e.g., banana and musa), and Bromeliaceae family (e.g., pineapple).
  • Poaceae family e.g., rice, wheat, barley, rye, corn, sugarcane, foxtail millet, millet, barnyard millet, sorghum, and sorghum
  • Musaceae family e.g., banana and musa
  • Bromeliaceae family e.g., pineapple
  • Dicotyledonous plants include species belonging to the Brassicaceae family (e.g., cabbage, radish, Chinese cabbage, rapeseed), species belonging to the Fabaceae family (e.g., soybean, peanut, pea, kidney bean, adzuki bean, broad bean, sweet pea), species belonging to the Solanaceae family (e.g., tomato, eggplant, potato, tobacco, bell pepper, chili pepper, petunia), species belonging to the Convolvulaceae family (e.g., sweet potato, water spinach), species belonging to the Rosaceae family (e.g., strawberry, rose, apple, pear, peach, loquat, almond, plum, plum, cherry), and species belonging to the Orchidaceae family (e.g., Cymbidium, Phalaenopsis, Cattleya, Dendrobium), species belonging to the Liliaceae family (e.g., lily, tulip), Asparagaceae family (e.g., hy
  • Root-knot nematodes have been reported to infect over 2,000 species of plants, and although the hosts they infest vary depending on the nematode species, they have a wide host range, including Solanaceae, Poaceae, Brassicaceae, Legumes, Cucurbitaceae, Convolvulaceae, Liliaceae, Asteraceae, Chenopodiaceae, Apiaceae, Araceae, Zingiberaceae, and Malvaceae, and parasitize a variety of agricultural crops, causing plant diseases.
  • Examples of host plant species for root-knot nematodes include tomatoes, bell peppers, melons, potatoes, sweet potatoes, eggplants, carrots, burdock, spinach, Swiss chard, garland chrysanthemums, leeks, ginger, peas, kidney beans, cowpeas, and rice.
  • Citivated varieties of rice are classified as Asian rice (Oryza sativa) and African rice (Oryza glaberrima).
  • Asian rice is classified into two subspecies, Indica and Japonica, and Japonica is classified into Temperate Japonica (shown as “Temperate Japonica” in Table 1) and Tropical Japonica (shown as “Tropical Japonica” in Table 1).
  • Cultivars belonging to the Temperate Japonica category include, for example, Taichung65 (T65), Ginbouzu, Nipponbare, Kinmaze, Hinohikari, Yukihikari, Aikoku, Kameji, Kyotoasahi, Akage, and Dianyu1.
  • Examples of varieties belonging to the tropical japonica category include Ma Sho, Khao Nok, Jaguary, Khau Mac Kho, Padi Perak, Rexmont, Senshou, Kahei, etc. Indica can be classified into Indica (shown as “Indica” in Table 1) and Aus (shown as “Aus” in Table 1). Examples of varieties belonging to the Indica category include Bei Khe, Naba, Passik Arang, Ryou Suisan Koumai, Jinguoyin, Keiboba, Qingyu, Deng Pao Zhai, Milang23, Karahoushi, etc.
  • Examples of varieties that belong to Aus include Kasalath, Jena035, Muha, Jhona2, Nepal8, Jarjan, Kalo Dhan, Anjana Dhan, Shoni, Surjamukhi, ARC7291, ARC5955, ARC7047, ARC11094, Badari Dhan, Nepal555, Kaluheenati, DV85, ARC10313, and N22.
  • Nerica is a hybrid between Oryza sativa and Oryza sativa.
  • Examples of varieties that belong to NERICA include NERICA 1, NERICA 2, NERICA 4, NERICA 6, NERICA L20, and NERICA L41 (in Table 1, NERICA-related varieties, including NERICA varieties, are shown as "NERICA related").
  • Hybrids not classified into any of the above groups include Davao1, Asu, IR58, Co13, Vary Futsi, Shwe Nang Gyi, Pinulupot1, Local Basmati, Basilanon, Khau Tan Chiem, Tima1, and Tupa729.
  • Varieties of unknown classification include Basmati370, IRAT109, LTH, IR24, Kinandang Patong, and Silewah.
  • Rice varieties can be classified into varieties susceptible to plant parasitic nematodes and varieties resistant to plant parasitic nematodes.
  • an evaluation value (EV) can be calculated using the evaluation method described in the examples of this specification, and rice varieties with evaluation values equal to or greater than a certain value can be classified as nematode-susceptible varieties, and rice varieties with evaluation values below a certain value can be classified as nematode-resistant varieties.
  • resistance to plant parasitic nematodes refers to the action of preventing or suppressing damage and/or parasitism (infection) of a host plant by plant parasitic nematodes.
  • the resistance of a plant to plant parasitic nematodes such as root-knot nematodes can be tested using methods known to those skilled in the art. For example, a certain number (e.g., 200) of root-knot nematode J2 larvae are inoculated into the culture soil of a test plant, and the infection state is evaluated after a certain period of time (e.g., two months). The evaluation is preferably carried out by counting the number of nodules on the roots of the plant body and/or the number of egg masses of root-knot nematodes. The number of nodules can be counted visually.
  • control of plant parasitic nematodes refers to the action of preventing or suppressing damage and/or parasitism (infection) of plant parasitic nematodes to host plants.
  • RMIR1 (ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1) gene” refers to the Os06g0621600 gene on the Nipponbare genome, which is associated with resistance to plant parasitic nematodes in rice, an orthologous gene corresponding to the Os06g0621600 gene in any rice cultivar, an orthologous gene corresponding to the Os06g0621600 gene in any plant species, or a mutant gene derived from either of them.
  • the RMIR1 gene is referred to as the Os06g0621600 gene in RAP-db, but is referred to as the LOC_Os06g41670.1 gene in the Rice Genome Annotation Project (RGAP).
  • RMIR1 gene includes wild-type and mutant RMIR1 genes derived from any biological species (referred to as “wild-type RMIR1 gene” and “mutant RMIR1 gene”, respectively), and also includes the L-type RMIR1 gene and S-type RMIR1 gene described below.
  • RMIR1 gene sequence There may be differences in the RMIR1 gene sequence between rice varieties.
  • the RMIR1 gene of ARC10313 encodes a protein consisting of 1154 amino acid residues
  • the RMIR1 gene of T65 encodes a deletion-type protein consisting of 579 amino acid residues with the C-terminal region deleted.
  • rice RMIR1 genes are classified into L-type RMIR1 genes and S-type RMIR1 genes depending on the presence or absence of the above-mentioned C-terminal region.
  • S-type RMIR1 genes encode deletion-type proteins with the C-terminal region deleted compared to the L-type RMIR1 gene.
  • L-type RMIR1 genes include the RMIR1 genes of ARC10313, N22, and Kalo Dhan.
  • the base sequences of the RMIR1 genes of ARC10313, N22, and Kalo Dhan are all shown in SEQ ID NO:14 and are 100% identical.
  • S-type RMIR1 genes include the RMIR1 genes of T65 and Nipponbare.
  • the base sequences of the RMIR1 genes of T65 and Nipponbare are both shown in SEQ ID NO:16 and are 100% identical.
  • RMIR1 polypeptide refers to a polypeptide encoded by the Os06g0621600 gene on the Nipponbare genome, which is associated with resistance to plant parasitic nematodes in rice (i.e., a polypeptide encoded by the RMIR1 gene), its corresponding ortholog in any rice variety, its corresponding ortholog in any plant species, or a mutant polypeptide derived from either of them.
  • RMIR1 polypeptide when simply referring to “RMIR1 polypeptide” in this specification, it includes wild-type and mutant RMIR1 polypeptides derived from any biological species (referred to as “wild-type RMIR1 polypeptide” and “mutant RMIR1 polypeptide”, respectively), and also includes the L-type RMIR1 polypeptide and S-type RMIR1 polypeptide described below.
  • Wild-type rice RMIR1 polypeptides are classified into L-type RMIR1 polypeptides encoded by L-type RMIR1 genes and S-type RMIR1 polypeptides encoded by S-type RMIR1 genes.
  • L-type RMIR1 polypeptides are NB-LRR proteins that contain a nucleotide-binding domain (NB-ARC domain) and 13 leucine-rich repeat (LRR) domains.
  • S-type RMIR1 polypeptides lack 11 LRR domains on the C-terminus side of L-type RMIR1 polypeptides because the position corresponding to the serine residue at position 580 in the L-type RMIR1 polypeptide is a stop codon.
  • amino acid sequence of an L-type RMIR1 polypeptide is SEQ ID NO:13.
  • the amino acid sequences of RMIR1 polypeptides in ARC10313, N22, and Kalo Dhan are all shown in SEQ ID NO:13 and are 100% identical.
  • An example of the amino acid sequence of an S-type RMIR1 polypeptide is SEQ ID NO:15.
  • the amino acid sequences of the RMIR1 polypeptides of T65 and Nipponbare are both shown in SEQ ID NO:15 and are 100% identical.
  • the RMIR1 polypeptides of T65 and Nipponbare lack 575 amino acid residues on the C-terminus, and the alanine residue at position 138 is replaced with a threonine residue, and the arginine residue at position 548 is replaced with a leucine residue ( Figure 3).
  • RKNR1 ROOT KNOT NEMATODE RESISTANCE 1 gene
  • Os04g0112100 gene on the Nipponbare genome which is associated with resistance to plant parasitic nematodes in rice
  • orthologous gene corresponding to the Os04g0112100 gene in any rice cultivar an orthologous gene corresponding to the Os04g0112100 gene in any plant species, or a mutant gene derived from either of them.
  • RKNR1 gene when simply referring to the "RKNR1 gene,” it includes wild-type and mutant RKNR1 genes derived from any biological species (referred to as the "wild-type RKNR1 gene” and the “mutant RKNR1 gene,” respectively), and also includes the L-type RKNR1 gene and the S-type RKNR1 gene described below.
  • the RKNR1 gene sequence may differ between rice varieties. For example, it is known that the presence or absence of a sequence region in the RKNR1 gene ORF that extends from the center of the NB-ARC domain to the C-terminal end of the LRR domain in the RKNR1 amino acid sequence differs between rice varieties.
  • rice RKNR1 genes are classified into L-type RKNR1 genes and S-type RKNR1 genes based on the presence or absence of this sequence region.
  • L-type RKNR1 genes include the RKNR1 genes of some cultivars belonging to the temperate japonica species (e.g., Akage and Ginbozu), as well as cultivars belonging to the indica, tropical japonica, Aus, and NERICA species.
  • Examples of the base sequences of L-type RKNR1 genes include SEQ ID NO: 2 (N22 and Kalo Dhan), SEQ ID NO: 5 (Naba), SEQ ID NO: 6 (Bei Khe), and SEQ ID NO: 7 (Akage).
  • the base sequences of the RKNR1 genes are 100% identical between N22 and Kalo Dhan, and both are shown in SEQ ID NO: 2.
  • S-type RKNR1 gene examples include the RKNR1 genes of some temperate Japonica varieties (e.g., T65, Nipponbare, Kinnampu, Hinohikari, Yukihikari, Aikoku, Kameji, Kyotoasahi, and Dianyu1).
  • RKNR1 genes of some temperate Japonica varieties e.g., T65, Nipponbare, Kinnampu, Hinohikari, Yukihikari, Aikoku, Kameji, Kyotoasahi, and Dianyu1
  • base sequence of the S-type RKNR1 gene examples include SEQ ID NO: 3 (T65) and SEQ ID NO: 4 (Nipponbare).
  • RKNR1 polypeptide refers to a polypeptide encoded by the Os04g0112100 gene on the Nipponbare genome, which is associated with resistance to plant parasitic nematodes in rice (i.e., a polypeptide encoded by the RKNR1 gene), its corresponding ortholog in any rice variety, its corresponding ortholog in any plant species, or a mutant polypeptide derived from either of them.
  • RKNR1 polypeptide includes wild-type and mutant RKNR1 polypeptides derived from any biological species (referred to as “wild-type RKNR1 polypeptide” and “mutant RKNR1 polypeptide”, respectively), and also includes the L-type RKNR1 polypeptide and S-type RKNR1 polypeptide described below.
  • Wild-type RKNR1 polypeptides in rice are classified into L-type RKNR1 polypeptides encoded by L-type RKNR1 genes and S-type RKNR1 polypeptides encoded by S-type RKNR1 genes.
  • L-type RKNR1 polypeptides are NB-LRR proteins that have a nucleotide-binding domain (NB-ARC domain) and seven leucine-rich repeat (LRR) domains.
  • S-type RKNR1 polypeptides are L-type RKNR1 polypeptides that lack part of the nucleotide-binding domain and most of the LRR domain.
  • RKNR1 polypeptides of Bei Khe and Naba are classified as L-type RKNR1 polypeptides because the 1754 bp region is not deleted in their gene sequences, but they become proteins with a short amino acid length due to a stop codon generated by a frameshift.
  • Examples of amino acid sequences of S-type RKNR1 polypeptides include SEQ ID NO: 8 (T65) and SEQ ID NO: 9 (Nipponbare).
  • amino acid sequences of L-type RKNR1 polypeptides include SEQ ID NO: 1 (N22 and Kalo Dhan), SEQ ID NO: 10 (Naba), SEQ ID NO: 11 (Bei Khe), and SEQ ID NO: 12 (Red Hair).
  • the amino acid sequences of RKNR1 polypeptides are 100% identical between Kalo Dhan and N22, both of which are shown in SEQ ID NO: 1.
  • all of a plant refers to all regions that make up a living plant.
  • a "part” of a plant refers to a part of a region that makes up a living plant, specifically an organ (e.g., roots, stems, leaves, flowers, epidermis, or a combination thereof, or pollen, egg cells, seeds, etc.), tissue or a part thereof consisting of a group of morphologically and/or functionally differentiated cells, or a cell.
  • organ e.g., roots, stems, leaves, flowers, epidermis, or a combination thereof, or pollen, egg cells, seeds, etc.
  • amino acid identity refers to the percentage of the number of identical amino acid residues in the total number of amino acid residues when the amino acid sequences of two polypeptides to be compared are aligned by inserting appropriate gaps into one or both of them as necessary to maximize the number of identical amino acid residues.
  • the alignment of two amino acid sequences to calculate amino acid identity can be performed using known programs such as Blast, FASTA, and ClustalW. "Base identity" is calculated in the same manner.
  • amino acid substitution refers to substitution within a conservative amino acid group that has similar properties such as charge, side chain, polarity, and aromaticity among the 20 types of amino acids that make up natural proteins. Examples include substitutions within the uncharged polar amino acid group with low polarity side chains (Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr), branched chain amino acids (Leu, Val, Ile), neutral amino acids (Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro), neutral amino acids with hydrophilic side chains (Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (Arg, Lys, His), and aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp). Amino acid substitutions within these groups are preferred because they are known to be less likely to cause changes in the properties of the polypeptide.
  • stringent conditions refers to conditions under which non-specific hybrids are unlikely to form.
  • Highly stringent conditions refers to conditions under which non-specific hybrids are unlikely to form or are not formed at all.
  • the lower the salt concentration and the higher the temperature of the reaction conditions the more stringent the conditions.
  • washing after hybridization is performed at 50°C to 70°C, 55°C to 68°C, or 65°C to 68°C, with 0.1xSSC and 0.1% SDS.
  • the stringency of hybridization can be increased by appropriately combining other conditions such as probe concentration, probe base length, and hybridization time.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention contains, as an active ingredient, (1) a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof, (2) a polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof, or (3) an expression vector comprising a polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • Plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof In one embodiment, the plant parasitic nematode control agent of the present invention consists of or contains a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • RMIR1 polypeptide resistant to plant parasitic nematodes refers to a RMIR1 polypeptide that confers resistance to plant parasitic nematodes to a host plant and/or enhances the resistance of a host plant to plant parasitic nematodes, and refers to a wild-type or mutant RMIR1 polypeptide derived from a plant resistant to plant parasitic nematodes.
  • Wild-type RMIR1 polypeptides resistant to plant parasitic nematodes include wild-type L-type RMIR1 polypeptides.
  • wild-type L-type RMIR1 polypeptides include the wild-type RMIR1 polypeptides of ARC10313, N22, and Kalo Dhan shown in SEQ ID NO: 13, and their wild-type L-type RMIR1 orthologues of other rice varieties or other plant species.
  • mutant RMIR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes include an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of any of the above-mentioned wild-type RMIR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes, or a polypeptide containing an amino acid sequence that has 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the amino acid sequence of any of the above-mentioned wild-type RMIR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 may include an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, or added, or a polypeptide containing an amino acid sequence having 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13.
  • the plant parasitic nematode-resistant mutant RMIR1 polypeptide preferably has 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more activity of the plant parasitic nematode-resistant wild-type RMIR1 polypeptide, or an activity equal to or greater than that.
  • the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide comprises a polypeptide or a fragment thereof that includes either (a) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13, (b) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 in which one or more amino acids have been deleted, substituted, or added, or (c) an amino acid sequence that has 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13.
  • a "fragment" of a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide refers to a fragment of the above-mentioned plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide that has the activity of conferring resistance to plant parasitic nematodes to a host plant and/or enhancing the resistance of a host plant to plant parasitic nematodes, for example, a fragment having 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the activity of the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide, or an activity equivalent thereto or more.
  • a polypeptide fragment of the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide that contains one, two, or three or more LRR domains can be mentioned.
  • the amino acid length of the polypeptide constituting this fragment is not particularly limited, but may be, for example, a region of at least 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, or 1000 consecutive amino acids in the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide.
  • the plant parasitic nematode control agent further comprises a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof in addition to a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • RKNR1 polypeptide resistant to plant parasitic nematodes refers to a RKNR1 polypeptide that confers resistance to plant parasitic nematodes to a host plant and/or enhances the resistance of a host plant to plant parasitic nematodes, and is a wild-type or mutant RKNR1 polypeptide derived from a plant resistant to plant parasitic nematodes.
  • Patent Document 1 discloses that the RKNR1 gene is a gene that can enhance the resistance of a plant to plant parasitic nematodes, and also discloses that it can suppress the nematode attractant activity of the plant, the migration of nematodes into the roots, gall formation, gall maturation, nematode growth in the roots, and/or the induction of giant cells in the host plant.
  • Wild-type RKNR1 polypeptides resistant to plant parasitic nematodes include L-type RKNR1 polypeptides other than the RKNR1 polypeptides of Bei Khe, Naba, and Akage.
  • L-type RKNR1 polypeptides other than the RKNR1 polypeptides of Bei Khe, Naba, and Akage include the wild-type RKNR1 polypeptide of N22 shown in SEQ ID NO: 1, the wild-type RKNR1 polypeptide of Kalo Dhan shown in SEQ ID NO: 1, and their wild-type RKNR1 orthologues of other rice varieties or other plant species.
  • the wild-type RKNR1 polypeptide from Ma Sho the wild-type RKNR1 polypeptide from Khao Nok, the wild-type RKNR1 polypeptide from Jaguary, the wild-type RKNR1 polypeptide from Khau Mac Kho, the wild-type RKNR1 polypeptide from Padi Perak, the wild-type RKNR1 polypeptide from Rexmont, the wild-type RKNR1 polypeptide from Senshou, the wild-type RKNR1 polypeptide from Kahei, the wild-type RKNR1 polypeptide from Passik Arang, the wild-type RKNR1 polypeptide from Ryou Suisan Koumai, the wild-type RKNR1 polypeptide from Jinguoyin, the wild-type RKNR1 polypeptide from Keiboba, the wild-type RKNR1 polypeptide from Qingyu, the wild-type RKNR1 polypeptide from Deng Pao Zhai, the wild-type RKNR1 polypeptide from
  • mutant RKNR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes include an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of any of the above-mentioned wild-type RKNR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes, or a polypeptide containing an amino acid sequence that has 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the amino acid sequence of any of the above-mentioned wild-type RKNR1 polypeptides that are resistant to plant parasitic nematodes.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 may include an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, or added, or a polypeptide containing an amino acid sequence having 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • the plant parasitic nematode-resistant mutant RKNR1 polypeptide preferably has 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more activity of the plant parasitic nematode-resistant wild-type RKNR1 polypeptide, or an activity equal to or greater than that.
  • the plant parasitic nematode-resistant mutant RKNR1 polypeptide has an amino acid residue other than Gly (e.g., Asp) at position 315 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, an amino acid residue other than Asp (e.g., Glu) at position 505 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, an amino acid residue other than Val (e.g., Ala) at position 745 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, and/or an amino acid residue other than Gln (e.g., Leu) at position 1040 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12.
  • the plant parasitic nematode-resistant mutant RKNR1 polypeptide preferably has an amino acid residue other than Gln (e.g., Leu) at position 1040 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12.
  • the plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide comprises a polypeptide or a fragment thereof that includes either (a) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, (b) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which one or more amino acids have been deleted, substituted, or added, or (c) an amino acid sequence that has 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • a "fragment" of a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide refers to a fragment of the above-mentioned plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide that has the activity of conferring resistance to plant parasitic nematodes to a host plant and/or enhancing the resistance of a host plant to plant parasitic nematodes, for example, a fragment having 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the activity of the plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide, or an activity equivalent to or greater than that.
  • a polypeptide fragment containing an LRR domain in a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide is included.
  • the amino acid length of the polypeptide constituting this fragment is not particularly limited, but may be, for example, a region of at least 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, or 1000 consecutive amino acids in the plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention comprises or consists of a polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof (herein referred to as an "RMIR1 polynucleotide").
  • the RMIR1 polynucleotide encodes the above-mentioned plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • the base sequence of the RMIR1 polynucleotide is not particularly limited, so long as it encodes a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • it is a polynucleotide that encodes a wild-type RMIR1 polypeptide of ARC10313 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 (for example, a polynucleotide that is a wild-type RMIR1 gene of ARC10313 and consists of the base sequence shown in SEQ ID NO: 14).
  • the RMIR1 polynucleotide includes any one of (g) the base sequence shown in SEQ ID NO: 14, (h) the base sequence shown in SEQ ID NO: 14 in which one or more bases are deleted, substituted or added, (i) a base sequence having 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the base sequence shown in SEQ ID NO: 14, or (j) a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 14.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention further comprises a polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof (herein referred to as a "RKNR1 polynucleotide”) that encodes a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof in addition to the polynucleotide encoding the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • a polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof
  • the RKNR1 polynucleotide encodes the above-mentioned plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • the base sequence of the RKNR1 polynucleotide is not particularly limited, so long as it encodes a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • polynucleotide that encodes the wild-type RKNR1 polypeptide of N22 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:1 e.g., a polynucleotide that is the wild-type RKNR1 gene of N22 and consists of the base sequence shown in SEQ ID NO:2
  • a polynucleotide that encodes the RKNR1 polypeptide of Kalo Dhan consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:1 e.g., a polynucleotide that is the wild-type RKNR1 gene of Kalo Dhan and consists of the base sequence shown in SEQ ID NO:2
  • the RKNR1 polynucleotide comprises any one of (k) the base sequence shown in SEQ ID NO:2, (l) the base sequence shown in SEQ ID NO:2 in which one or more bases are deleted, substituted or added, (m) a base sequence having 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 87% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more identity to the base sequence shown in SEQ ID NO:2, or (n) a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO:2.
  • the base sequence of the RMIR1 polynucleotide and/or the RKNR1 polynucleotide may be a base sequence that is codon-optimized to match the codon usage frequency in the cell into which the polynucleotide is introduced.
  • the RMIR1 polynucleotide and/or the RKNR1 polynucleotide may be DNA or RNA, such as mRNA.
  • the base sequence may be an mRNA containing, as a coding region, a base sequence in which thymine (T) in any of the above-exemplified base sequences is replaced with uracil (U).
  • the mRNA corresponding to the polynucleotide of the present invention may contain, in addition to the coding region, a cap structure at the 5'-end, a polyA tail at the 3'-end, a 5' untranslated region (5' UTR) upstream of the start codon, and/or a 3' untranslated region (3' UTR) downstream of the stop codon, etc.
  • the 5' UTR and/or 3' UTR, etc. may contain a sequence for regulating the amount of translation from the mRNA.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention comprises or consists of an expression vector containing an RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • the expression vector of the present invention contains, in an expressible state, an RMIR1 polynucleotide encoding the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide of the present invention or a fragment thereof.
  • expressible state means that the gene to be expressed is located downstream of the promoter under the control of the promoter.
  • the expression vector of the present invention contains, as essential components, a promoter and a polynucleotide described in "(2) RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof.”
  • the expression vector of the present invention further comprises, in addition to the RMIR1 polynucleotide encoding the RMIR1 polypeptide or a fragment thereof conferring resistance to plant parasitic nematodes, a RKNR1 polynucleotide encoding the RKNR1 polypeptide or a fragment thereof conferring resistance to plant parasitic nematodes in an expressible state.
  • Vectors that can be used as the expression vector of the present invention are, for example, expression vectors that utilize plasmids or viruses.
  • expression vector includes recombinant vectors.
  • the plasmid may be, but is not limited to, a pPZP series, a pSMA series, a pUC series, a pBR series, a pBluescript series (Agilent Technologies), a pTriEXTM series (TaKaRa), or a binary vector of a pBI series, a pRI series, or a pGW series.
  • viruses that can be used include cauliflower mosaic virus (CaMV), bean golden mosaic virus (BGMV), and tobacco mosaic virus (TMV).
  • CaMV cauliflower mosaic virus
  • BGMV bean golden mosaic virus
  • TMV tobacco mosaic virus
  • expression vectors suitable for the Agrobacterium method such as binary vectors, or modified vectors thereof, can also be used.
  • expression vectors include pBI121, pBIN19, pSMAB704, pCAMBIA, and pGreen.
  • promoters such as overexpression promoters, constitutive promoters, site-specific promoters, time-specific promoters, and/or inducible promoters
  • promoters can be used as promoters.
  • Specific examples of overexpression constitutive promoters that can operate in plant cells include the 35S promoter derived from cauliflower mosaic virus (CaMV), the promoter Pnos of the nopaline synthase gene derived from Ti plasmid, the ubiquitin promoter derived from maize, the actin promoter derived from rice, and the PR protein promoter derived from tobacco.
  • the small subunit (Rubisco ssu) promoter of ribulose bisphosphate carboxylase of various plant species or histone promoters can also be used.
  • inducible promoters include inducible promoters such as heat shock promoters that can be controlled by temperature and tetracycline-responsive promoters that can be controlled by the presence or absence of tetracycline.
  • the expression vector may also contain a terminator, an enhancer, a polyA addition signal, a 5'-UTR (untranslated region) sequence, an intron sequence, a ribosome binding sequence, a labeling or selection marker gene, a multicloning site, a nuclease recognition sequence, and/or a replication origin.
  • a terminator an enhancer
  • a polyA addition signal a 5'-UTR (untranslated region) sequence
  • an intron sequence a ribosome binding sequence
  • a labeling or selection marker gene a multicloning site
  • a nuclease recognition sequence and/or a replication origin.
  • Terminators include, for example, the nopaline synthase (NOS) gene terminator, the octopine synthase (OCS) gene terminator, the CaMV 35S terminator, the 3' terminator of Escherichia coli lipopolyprotein lpp, the trp operon terminator, the amyB terminator, the ADH1 gene terminator, and the like.
  • NOS nopaline synthase
  • OCS octopine synthase
  • CaMV 35S terminator the 3' terminator of Escherichia coli lipopolyprotein lpp
  • the trp operon terminator the amyB terminator
  • the ADH1 gene terminator and the like.
  • an enhancer is an enhancer region that includes an upstream sequence in the CaMV 35S promoter. There are no particular limitations as long as it can enhance the expression efficiency of a nucleic acid that encodes an active peptide.
  • nuclease recognition sequences include restriction enzyme recognition sequences, loxP sequences recognized by Cre recombinase, sequences that are targets of artificial nucleases such as ZFN and TALEN, and sequences that are targets of the CRISPR/Cas9 system.
  • An example of the replication origin sequence is the SV40 replication origin sequence.
  • Selection marker genes include drug resistance genes (e.g., tetracycline resistance gene, ampicillin resistance gene, kanamycin resistance gene, hygromycin resistance gene, spectinomycin resistance gene, chloramphenicol resistance gene, dihydrofolate reductase gene, or neomycin resistance gene), fluorescent or luminescent reporter genes (e.g., luciferase, ⁇ -galactosidase, ⁇ -glucuronidase (GUS), or green fluorescent protein (GFP)), and enzyme genes such as neomycin phosphotransferase II (NPT II) and dihydrofolate reductase.
  • drug resistance genes e.g., tetracycline resistance gene, ampicillin resistance gene, kanamycin resistance gene, hygromycin resistance gene, spectinomycin resistance gene, chloramphenicol resistance gene, dihydrofolate reductase gene, or neomycin resistance gene
  • fluorescent or luminescent reporter genes e.
  • the selection marker gene that may be included in the expression vector of the present invention is a selection marker gene that allows the selection of cells into which the expression vector of the present invention has been introduced.
  • Specific examples of selection marker genes include drug resistance genes such as an ampicillin resistance gene, a kanamycin resistance gene, a tetracycline resistance gene, a chloramphenicol resistance gene, a neomycin resistance gene, a puromycin resistance gene, or a hygromycin resistance gene.
  • the reporter gene that may be contained in the expression vector of the present invention is a gene that encodes a reporter that can identify cells into which the expression vector of the present invention has been introduced.
  • reporter genes include genes that encode fluorescent proteins such as GFP and RFP, and luciferase genes.
  • the plant-parasitic nematode control agent of the present invention may consist only of the active ingredients described in "1-3-1. Active ingredients", but may contain other ingredients as necessary.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention may contain an agriculturally acceptable carrier.
  • agriculturally acceptable carrier refers to a substance that does not substantially affect the activity of the plant parasitic nematode control agent of the present invention, and that has no or only a small harmful effect on the environment, such as soil and water quality, when applied to plant cultivation, or has no or only a small harmful effect on animals, particularly humans. Examples include solvents, adjuvants, excipients, emulsifiers, dispersants, surfactants, etc.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention can also contain other ingredients with pharmacological action, i.e., nematocides, herbicides, fertilizers (e.g., urea, ammonium nitrate, superphosphates), to the extent that the activity of the active ingredient is not affected.
  • nematocides e.g., nematocides, herbicides, fertilizers (e.g., urea, ammonium nitrate, superphosphates), to the extent that the activity of the active ingredient is not affected.
  • fertilizers e.g., urea, ammonium nitrate, superphosphates
  • the dosage form of the plant parasitic nematode control agent of the present invention may be in any state as long as the plant parasitic nematode control agent of the present invention can enter the plant body to which it is applied, and may be, for example, a liquid agent in a liquid state or a solid agent in a solid state.
  • a liquid agent examples of the liquid agent include a solution agent in which the active ingredient is suspended in a suitable solution, an oil-based dispersion agent, an emulsion agent, and a suspension agent.
  • the solid agent there is no particular limitation as long as the active ingredient can act on the plant to which it is applied.
  • the solid agent include a dust agent, a powder agent, a paste agent, and a gel agent.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention can confer resistance to plant parasitic nematodes to plants susceptible to plant parasitic nematodes.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention can enhance the resistance to plant parasitic nematodes in plants resistant to plant parasitic nematodes.
  • the plant parasitic nematode control agent of the present invention can suppress nematode attractant activity, nematode migration into the roots, nodule formation, nodule maturation, nematode growth in the roots, and/or giant cell induction in the host plant in the plant to which the agent is applied.
  • a second aspect of the present invention is a plant transformant or its progeny having resistance to plant parasitic nematodes.
  • the plant transformant of the present invention or its progeny contains the plant parasitic nematode control agent described in the first aspect, for example the polynucleotide or expression vector described in the first aspect, and has resistance to plant parasitic nematodes such as root-knot nematodes.
  • the plant transformant of the present invention or its progeny has suppressed nematode attractant activity, nematode migration into roots, nodule formation, nodule maturation, nematode growth in roots, and/or induction of giant cells in the host plant, and has resistance to plant parasitic nematodes.
  • transformed plant refers to a plant host that has been genetically modified to acquire resistance to plant parasitic nematodes.
  • the plant transformant of the present invention comprises an RMIR1 polynucleotide encoding the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof described in the first aspect, or an expression vector comprising said polynucleotide. More specifically, the plant transformant of the present invention is transformed with an RMIR1 polynucleotide encoding the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof described in the first aspect, or an expression vector comprising said polynucleotide.
  • the plant transformant of the present invention is The present invention comprises an RMIR1 polynucleotide encoding the RMIR1 polypeptide or a fragment thereof resistant to plant parasitic nematodes described in the first aspect, or an expression vector comprising said polynucleotide, and an RKNR1 polynucleotide encoding the RKNR1 polypeptide or a fragment thereof resistant to plant parasitic nematodes described in the first aspect, or an expression vector comprising said polynucleotide, and is, for example, transformed with the above two types of polynucleotides or expression vectors.
  • the host plant species to be transformed in the present invention is not limited.
  • the host plant may be a monocotyledonous or dicotyledonous plant, but a monocotyledonous plant is particularly preferred.
  • the monocotyledonous plant may be a species belonging to the Poaceae family (e.g., rice, wheat, barley, rye, corn, sugarcane, foxtail millet, millet, barnyard millet, sorghum, sorghum), a species belonging to the Musaceae family (e.g., banana, musa), a species belonging to the Amaryllidaceae family (e.g., leek, onion, garlic, Chinese chive), or a species belonging to the Bromeliaceae family (e.g., pineapple).
  • the Poaceae family e.g., rice, wheat, barley, rye, corn, sugarcane, foxtail millet, millet, barnyard millet, sorg
  • the host plant is preferably a plant species susceptible to plant parasitic nematodes or a plant species with low resistance to plant parasitic nematodes, for example, a rice variety having an S-type RMIR1 gene and/or an S-type RKNR1 gene, or a plant species not having an L-type RMIR1 gene and/or an L-type RKNR1 gene.
  • Examples of rice varieties susceptible to plant parasitic nematodes include rice varieties that show an evaluation value of 1.0 or more in Figure 1, or rice varieties that show an evaluation value of 0.8 or more.
  • the plant transformant of the present invention includes clones having the same genetic information.
  • the plant transformant of the present invention also includes parts of the plant body collected from the first generation plant transformant, for example, plant tissues such as epidermis, phloem, parenchyma, xylem, or vascular bundles, plant organs such as leaves, petals, stems, roots, or seeds, or clones obtained from plant cells by plant tissue culture, cuttings, grafting, or layering, new clones newly generated from vegetative propagation organs obtained by asexual reproduction from the first generation plant transformant, such as rhizomes, tuberous roots, corms, runners, etc., and somatic embryos induced by dedifferentiation treatment from the first generation plant transformant or clones derived therefrom.
  • the transformed plant of the present invention may be a genetically modified plant.
  • progeny refers to a host plant that is a descendant of the first generation of the plant transformant through sexual reproduction, that retains an RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof, or an expression vector containing the polynucleotide, and that has resistance to plant parasitic nematodes.
  • the progeny generation is not important.
  • a plant transformant containing the RMIR1 polynucleotide encoding the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide of the present invention or a fragment thereof, or an expression vector containing the polynucleotide exhibits resistance to plant parasitic nematodes. Furthermore, a plant transformant containing the plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide, etc.
  • RKNR1 polypeptide encoding the plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof, or an expression vector containing the polynucleotide (hereinafter referred to as "RKNR1 polypeptide, etc.") has further enhanced nematode resistance compared to a transformant containing only either the RMIR1 polypeptide, etc. or the RKNR1 polypeptide, etc.
  • the third aspect of the present invention relates to a method for producing a plant transformant resistant to plant parasitic nematodes. According to the production method of the present invention, a resistant plant transformant can be produced from a plant susceptible to plant parasitic nematodes.
  • the method for producing a plant transformant having resistance to a plant parasitic nematode of the present invention includes an introduction step and a selection step as essential steps. Each step will be specifically described below.
  • the "introduction step” is a step of introducing an expression vector containing an RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof into a host plant.
  • the introduction step is a step of introducing into a host plant an expression vector containing an RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof, in addition to an expression vector containing an RKNR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RKNR1 polypeptide or a fragment thereof.
  • the configuration of the expression vector introduced in this step is as described in "(3) Expression vector containing an RMIR1 polynucleotide encoding a plant parasitic nematode-resistant RMIR1 polypeptide or a fragment thereof" in the first embodiment.
  • the expression vector can be introduced by any method known in the art, such as the Agrobacterium method, the PEG-calcium phosphate method, the electroporation method, the liposome method, the particle gun method, or the microinjection method.
  • the introduced polynucleotide may be incorporated into the genomic DNA of the host, or may exist in the state of the introduced polynucleotide (e.g., as contained in the foreign vector). Furthermore, the introduced polynucleotide may continue to be maintained in the host cell as when it is incorporated into the genomic DNA of the host, or may be retained transiently.
  • a polynucleotide encoding the RMIR1 polypeptide or a fragment thereof that is resistant to plant parasitic nematodes is inserted into an expression vector suitable for the Agrobacterium method, and then introduced into a suitable Agrobacterium, such as Agrobacterium tumefaciens, by electroporation or other methods, and this strain is inoculated into plant cells, callus, cotyledon segments, or the like to infect them.
  • suitable Agrobacterium strains that can be used include, but are not limited to, GV3101, C58, C58C1Rif(R), EHA101, EHA105, AGL1, LBA4404, and the like.
  • a slice of a plant leaf or the like may be used, or a protoplast may be prepared and used (Christou P, et al., Bio/Technology (1991) 9: 957-962).
  • a gene introduction device e.g., PDS-1000 (BIO-RAD)
  • PDS-1000 BIO-RAD
  • the operation conditions are usually a pressure of about 450 to 2000 psi and a distance of about 4 to 12 cm.
  • the "selection step” is a step of selecting a plant into which the expression vector has been introduced.
  • This step may be carried out by a method known in the art after introducing the expression vector into the host using the method described above.
  • transformants can be selected using the activity of a protein encoded by a selection marker gene or reporter gene in the expression vector.
  • plant cells or cotyledon segments into which an expression vector or polynucleotide of the present invention has been introduced are cultured in a selective medium according to the plant tissue culture method, and the surviving callus is cultured in a regeneration medium (containing an appropriate concentration of a plant hormone (auxin, cytokinin, gibberellin, abscisic acid, ethylene, brassinolide, etc.)), thereby allowing the transformed plant to be regenerated. In this way, the transformant can be selected.
  • a plant hormone auxin, cytokinin, gibberellin, abscisic acid, ethylene, brassinolide, etc.
  • Example 1 Examination of resistance of various rice varieties to sweet potato root-knot nematode (the purpose) Various rice varieties are examined for resistance to the sweet potato root-knot nematode (Mi).
  • rice seeds were soaked in a disinfectant solution (a 1000-fold diluted solution of Kao Corporation kitchen bleach) at 26°C for three days (water absorption period) to kill mold and bacteria and induce germination.
  • a disinfectant solution a 1000-fold diluted solution of Kao Corporation kitchen bleach
  • the germinated seeds were then sown in paper pouches (CYG Seed Germination Pouch, Mega International, USA), two seeds per pouch.
  • the pouches containing the germinated seeds were placed in a dark place at 26°C for three days.
  • ten pouches were sandwiched between wooden boards and secured with spring clamps, and then grown for eight days under a 12-hour light (26°C)/12-hour dark (24°C) regime.
  • the number of egg masses was counted 48 days after imbibition (34 days after inoculation).
  • the entire root system was stained by immersing it in 50 ng/ ⁇ L erioglossin for at least 15 minutes, and the number of egg masses stained blue was counted.
  • the root system was placed in a 50°C incubator for at least 5 days, and the roots were weighed after completely removing the moisture from the roots.
  • the number of egg masses per unit dry root weight was calculated from the obtained dry root weight and number of egg masses.
  • Rice varieties with an evaluation value of 0.6 or more were classified as Mi susceptible varieties, and those with an evaluation value of less than 0.6 were classified as Mi resistant varieties.
  • Example 2 Mapping and identification of the Mi resistance gene (the purpose)
  • the Mi resistance gene is identified by QTL analysis using RIL lines and gene mapping using CSSL lines.
  • the three CSSL lines used here (TACSSL-42, TACSL-45, and TACSL-47) have sequences derived from the resistant cultivar ARC10313 in different regions in the 0.596-29.229 Mb region on chromosome 6, but have sequences derived from the susceptible cultivar T65 in other regions.
  • the three CSSL strains (TACSSL-42, TACSSSL-45, and TACSSSL-47) and the parent strains T65 and ARC10313 were subjected to Mi inoculation tests using the method described in Example 1 to evaluate their resistance.
  • the evaluation values for TACSSSL-42, TACSSSL-45, and TACSSSL-47 were 1.517 ⁇ 0.035, 0.505 ⁇ 0.015, and 1.236 ⁇ 0.372, respectively ( Figure 2A). From these results, the Mi resistance gene on chromosome 6 was identified in TACSSSL-45 in the range of 20.258 to 27.829 Mb (a region of approximately 7.6 Mb) derived from ARC10313.
  • the rice database RAP-db https://rapdb.dna.affrc.go.jp/ was used to search for genes within the mapped range.
  • the above database was created based on genome information from Nipponbare, and 449 genes were annotated in the above-mentioned region of approximately 7.6 Mb.
  • the Os06g0621600 gene hereinafter referred to as the ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1 gene or RMIR1 gene
  • the Os06g0621600 gene on RAP-db corresponds to the LOC_Os06g41670.1 gene of the Rice Genome Annotation Project (RGAP).
  • RGAP Rice Genome Annotation Project
  • the amino acid sequence based on the base sequence of the RGAP LOC_Os06g41670.1 gene was used as the sequence of the polypeptide encoded by the RMIR1 gene (hereinafter referred to as "RMIR1 polypeptide").
  • the RMIR1 gene of ARC10313 encodes a 1,154 amino acid long L-type RMIR1 polypeptide containing a nucleotide-binding domain (NB-ARC domain) and 13 leucine-rich repeat (LRR) domains.
  • the nucleotide sequences of the RMIR1 genes of ARC10313, N22, and Kalo Dhan are all shown in SEQ ID NO:14 and are 100% identical.
  • the RMIR1 gene of T65 is substituted with a stop codon for serine at position 580, resulting in a deletion of 575 amino acid residues on the C-terminus, and furthermore, alanine at position 138 is substituted with threonine, and arginine at position 548 is substituted with leucine, resulting in the coding of a 579 amino acid long S-type RMIR1 polypeptide. Therefore, it was estimated that 11 of the 13 LRR domains are deleted in the RMIR1 gene of T65.
  • the RMIR1 gene of T65 has a 141 base long insertion sequence downstream of the stop codon that is not present in ARC10313.
  • the base sequences of the RMIR1 genes of T65 and Nipponbare are both shown in SEQ ID NO: 16 and are 100% identical.
  • the amino acid identity between the RMIR1 polypeptide of ARC10313 (sequence number 13) and the RKNR1 polypeptide of Kalo Dhan (sequence number 1) is 62.64%.
  • Example 3 Effect of introduction of RMIR1 gene on Mi resistance trait (the purpose)
  • RMIR1 gene on Mi resistance trait
  • the RMIR1 transformation vector was generated by PCR amplification of a 12 kb genomic region containing the Os06g0621600 gene (RMIR1 gene) of wild-type Kalo Dhan and cloning it into a vector.
  • the RMIR1 transformation vector or a control vector not containing the RMIR1 genomic region was introduced into Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 by electroporation.
  • Rice transformation was performed according to the method described in the literature (Toki S., et al, Plant J. 47:969-976). Specifically, Nipponbare seeds were placed on 2N6 at 28°C for 7 days, immersed in Agrobacterium suspension for a few minutes, and then transferred onto 2N6-AS medium.
  • the seeds were washed with sterile water containing 25 mg/L meropenem (Wako) to remove Agrobacterium. Thereafter, the plants were cultured in N6D medium containing 50 mg/L hygromycin at 32° C. under continuous light for 2 weeks, followed by regeneration and recovery of plantlets.
  • the RMIR1 transformed line transformed with the RMIR1 transformation vector and the vector control line transformed with the control vector were subjected to a Mi resistance test in the same manner as in Example 1.
  • the results are shown in Figures 4 and 5.
  • the evaluation score of the RMIR1 transformant was calculated as a relative value to the average evaluation score of the vector control.
  • the evaluation score of the vector control strain was 1.003 ⁇ 0.150, and the evaluation score of the RMIR1 transformant was 0.510 ⁇ 0.056, and a significant difference was detected at the 1% level as a result of a t-test.
  • This result demonstrated that the RMIR1 gene is the causative gene for the Mi resistance trait, and that Mi resistance can be conferred by introducing the RMIR1 gene of a Mi-resistant variety into a Mi-susceptible variety. All publications, patents, and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

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Abstract

植物寄生性センチュウ抵抗性のイネ品種ARC10313と植物寄生性センチュウ罹患性品種T65との間で抵抗性の違いをもたらす新規遺伝子を見出し、当該新規遺伝子に基づく植物寄生性センチュウ防除剤を提供することである。 (a)配列番号13で示すアミノ酸配列、(b)配列番号13で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は(c)配列番号13で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列で示すいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド又はその断片からなる植物寄生性センチュウ防除剤を提供する。

Description

植物寄生性センチュウ防除剤
 本発明は、植物寄生性センチュウ防除剤、植物形質転換体、及び植物形質転換体を製造する方法に関する。
 植物寄生性センチュウは2,000種を超える植物に寄生すると言われ、宿主範囲が極めて広いことが知られている。宿主となり得る植物には農業上重要な作物が数多く含まれており、その被害額は全世界で1500億ドルに上ることが報告されている。
 植物寄生性センチュウの中で特に農業被害が大きいセンチュウ種としては、ネコブセンチュウ、ネグサレセンチュウ、及びシストセンチュウの3種類が知られている。例えば、ネコブセンチュウの一種であるサツマイモネコブセンチュウ(Meloidogyne incognita)は宿主範囲が広く、農作物を含む世界中の様々な植物へ寄生し、収量低下、品質低下、生育阻害、枯死等の影響が報告されている。食糧生産安定化の観点からも世界中で問題となっており、その対策は急務となっている。
 植物寄生性センチュウによる農業被害は、一般的に土壌中に隠れた状態で進行するため、制御が困難である。そのため、植物寄生性センチュウに対する有効な防除技術としては、毒性の強い化学物質(殺センチュウ剤)の散布が行われてきた。しかし、殺センチュウ剤のように強い毒性を有する化学物質は土壌汚染を引き起こすことが問題となっている。主要な殺センチュウ剤である臭化メチルは、オゾン層破壊を引き起こすとして2005年以降に使用が禁止されている。したがって、殺センチュウ剤によらない有効なセンチュウ防除技術が求められている。
 殺センチュウ剤に代わる有力な防除技術として、植物寄生性センチュウに対する抵抗性遺伝子の利用が進められている。トマトでは、サツマイモネコブセンチュウに対する抵抗性遺伝子としてMi-1遺伝子が見出されている(非特許文献1)。Mi-1遺伝子が導入されたトマトは、サツマイモネコブセンチュウに対する強い抵抗性を発揮することから、この遺伝子が導入されたトマトが農業現場に広く普及している。また、トマト由来のMi-1遺伝子を導入したレタスはセンチュウ抵抗性を獲得することも報告されている(非特許文献2)。
 しかしながら、Mi-1遺伝子の適用可能な植物種の範囲は限定的であり、特に単子葉植物では有効なセンチュウ抵抗性遺伝子は知られていない。単子葉植物では、主要な穀物に加えてバナナ、パイナップル、及びサトウキビでも、センチュウによる農業被害が相次いで報告されている。イネでは、ネコブセンチュウの一種であるイネネコブセンチュウ(Meloidogyne graminicola)が、アジアにおいて甚大な被害を与えており、イネネコブセンチュウが感染した地域では収穫量が70%程度低下することが報告されている(非特許文献3、4)。
 したがって、植物寄生性センチュウに対する新たな抵抗性遺伝子、及びそれに基づく新たな植物寄生性センチュウ防除剤が必要とされている。
Milligan, S. B., et al., 1998, Plant Cell, 10:1307-1319. Zhang, L.-Y., et al., 2010, Plant Mol Biol Report, 28:204-211. De Waele, D. and Elsen, A., 2007, Annu. Rev. Phytopathol. 45:457-485. Bridge, J., Plowright, R. A., and Peng, D., 2005, Plant parasitic nematodes in subtropical and tropical agriculture, pp.87-130.
WO2022/176971
 本発明の目的は、植物寄生性センチュウ抵抗性のイネ品種ARC10313と植物寄生性センチュウ罹患性品種T65との間で抵抗性の違いをもたらす新規遺伝子を見出し、当該新規遺伝子に基づく植物寄生性センチュウ防除剤を提供することである。
 本発明者らは、過去の研究においてサツマイモネコブセンチュウに対して抵抗性を示すインディカ品種Kalo Dhanに着目し、罹患性を示すジャポニカ品種台中65号(T65)との間で組換え自殖系統(Recombinant inbred line;RIL)を128系統作製し、RILに基づくQTL解析及び遺伝子マッピングを実施した(特許文献1)。その結果、Os04g0112100遺伝子(本明細書において、ROOT KNOT NEMATODE RESISTANCE 1又はRKNR1と表記する)がKalo Dhan/T65の2品種間でセンチュウ抵抗性の違いをもたらす遺伝子の1つであることを明らかにした。
 しかし、特許文献1に記載のKalo Dhan/T65の2品種比較研究では、2品種間で作製したRILにおいてセンチュウ抵抗性に対するRKNR1遺伝子の寄与率は29.84%に過ぎず、またKalo Dhan由来のRKNR1遺伝子をセンチュウ罹患性品種に導入した形質転換株のセンチュウ抵抗性は増強されるものの、Kalo Dhan自身のセンチュウ抵抗性には及ばなかったことから、RKNR1だけではKalo Dhan/T65の2品種間のセンチュウ抵抗性の違いを説明することができなかった。
 本発明者らは、上記RIL系統を用いて、Kalo Dhan/T65の2品種間でさらなる抵抗性遺伝子の同定を試みたものの、当該RIL系統ではRKNR1遺伝子以外の抵抗性遺伝子をマッピングすることができなかった。したがって、Kalo Dhan/T65の2品種間でセンチュウ抵抗性の違いをもたらすRKNR1遺伝子以外の遺伝子は、同定に至っておらず、現在でも不明のままである。
 そこで、本発明者らは、上記課題を解決するため、上記研究とは異なる抵抗性品種のARC10313に着目し、上記研究とは異なる新たなセンチュウ抵抗性遺伝子を探索することを着想した。具体的には、抵抗性品種ARC10313と罹患性品種T65との間で抵抗性の違いをもたらす遺伝子を求めて、ARC10313/T65の2品種間で新たなRIL系統を作製した。この新たなRILについてQTL解析を実施し、さらに染色体断片置換系統(chromosome segment substitution line; CSSL系統)を用いて遺伝子マッピングを実施した結果、ARC10313/T65の2品種間でセンチュウ抵抗性の差異に関連する新たな遺伝子としてOs06g0621600遺伝子(本明細書において、ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1又はRMIR1と表記する)を見出した。さらにセンチュウ抵抗性品種のRMIR1遺伝子をセンチュウ罹患性品種に導入して形質転換株を作製した結果、センチュウ抵抗性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は、上記知見に基づくものであって以下を提供する。
(1)以下の(a)~(c)で示すいずれかのアミノ酸配列を含むRMIR1ポリペプチド又はその断片を含む植物寄生性センチュウ防除剤。
  (a)配列番号13で示すアミノ酸配列、
  (b)配列番号13で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は
  (c)配列番号13で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列
(2)以下の(d)~(f)で示すいずれかのアミノ酸配列を含むRKNR1ポリペプチド又はその断片をさらに含む、(1)に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  (d)配列番号1で示すアミノ酸配列、
  (e)配列番号1で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は
  (f)配列番号1で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列
(3)(1)に記載のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む、植物寄生性センチュウ防除剤。
(4)前記RMIR1ポリヌクレオチドが以下の(g)~(j)で示すいずれかの塩基配列を含む、(3)に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  (g)配列番号14で示す塩基配列、
  (h)配列番号14で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、
  (i)配列番号14で示す塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列、又は
  (j)配列番号14で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列
(5)(2)に記載のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチドをさらに含む、(3)又は(4)に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
(6)前記RKNR1ポリヌクレオチドが以下の(k)~(n)で示すいずれかの塩基配列を含む、(5)に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  (k)配列番号2で示す塩基配列、
  (l)配列番号2で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、
  (m)配列番号2で示す塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列、又は
  (n)配列番号2で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列
(7)(3)又は(4)に記載のRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む、植物寄生性センチュウ防除剤。
(8)前記植物寄生性センチュウがネコブセンチュウである、(1)~(7)のいずれかに記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
(9)前記ネコブセンチュウが、イネネコブセンチュウ、サツマイモネコブセンチュウ、キタネコブセンチュウ、及びジャワネコブセンチュウからなる群から選択される、(8)に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
(10)(1)若しくは(2)又は(3)~(9)のいずれかに記載の植物寄生性センチュウ防除剤を含む、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体、又は前記ポリヌクレオチド若しくは前記発現ベクターを保持したその後代。
(11)単子葉植物である、(10)に記載の植物形質転換体又はその後代。
(12)前記単子葉植物がイネ科植物である(11)に記載の植物形質転換体又はその後代。
(13)前記イネ科植物が、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、トウモロコシ、サトウキビ、アワ、キビ、ヒエ、及びソルガムからなる群から選択される、(12)に記載の植物形質転換体又はその後代。
(14)遺伝子組換え体である、(10)~(13)のいずれかに記載の植物形質転換体又はその後代。
(15)植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体を製造する方法であって、
 (7)に記載の発現ベクターを植物に導入する工程、及び
 前記発現ベクターが導入された植物を選択する工程
を含む、方法。
 本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2023-097058号の開示内容を包含する。
 本発明によれば、植物寄生性センチュウ抵抗性を示すRMIR1遺伝子に基づく植物寄生性センチュウ防除剤を提供することができる。
77種類のイネ品種のサツマイモネコブセンチュウ抵抗性を評価した結果を示す。評価値(Evaluation value;EV)が低いほど、センチュウに対して抵抗性が高いことを示す。エラーバーは標準誤差を示す。 サツマイモネコブセンチュウ抵抗性に関する遺伝子マッピングの結果を示す。(A)各染色体断片置換系統(chromosome segment substitution line; CSSL系統)について第6染色体上の9つのSNPマーカーと評価値(EV)を示す。図中のSNPマーカーは、T65型を「A」で示し、ARC10313型を「B」で示す。**はP<0.01(ステューデントt検定)を示す。エラーバーは標準誤差を示す。(B)第6染色体上の各SNPマーカーの位置を示す。RMIR1遺伝子がマッピングされたゲノム領域を両矢印で示す。 ARC10313、N22、Kalo Dhan、T65、及び日本晴(Nipponbare)におけるRMIR1遺伝子によってコードされるポリペプチドの構造を示す。 RMIR1形質転換株のサツマイモネコブセンチュウ抵抗性を評価した結果を示す。**はP<0.01(ステューデントt検定)を示す。エラーバーは標準誤差を示す。 77種類のイネ品種、RKNR1形質転換株、及びRMIR1形質転換株のサツマイモネコブセンチュウ抵抗性を評価した結果を示す。エラーバーは標準誤差を示す。
1.植物寄生性センチュウ防除剤
1-1.概要
 本発明の第1の態様は、植物寄生性センチュウ防除剤である。本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片からなる若しくはそれを含むか、又はそのいずれかをコードするポリヌクレオチド若しくはそれを含む発現ベクターを含む。本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウに対して防除効果を有する。
1-2.用語の定義
 本明細書において「植物寄生性センチュウ」は、植物に寄生し得るセンチュウであれば特に限定しない。植物寄生性センチュウとして、ネコブセンチュウ(Root-knot nematode;Meloidogyne)、ネグサレセンチュウ(Pratylenchus)、シストセンチュウ(シストセンチュウには、Afenestrata、Cactodera、Dolichodera、Globodera、Heterodera、及びPunctoderaの6つの属が知られている)、ハセンチュウ(Aphelenchoides)、クキセンチュウ(Ditylenchus)等が知られている。本発明の防除対象となる植物寄生性センチュウは、好ましくはネコブセンチュウである。
 ネコブセンチュウは、植物の根に寄生して植物細胞の原形質から栄養をとり、植物の根に瘤を形成する。ネコブセンチュウの幼虫は、卵の中で1回脱皮し、第2期(J2)幼虫となってから孵化する。第2期幼虫は土壌中を移動し、植物の根の根尖部付近から組織内に侵入し、維管束付近に定着して養分を摂取した後、2回目の脱皮を行って成虫となる。成虫の体長はおよそ0.5~1mmであり、雌成虫は卵嚢を排出し、その中に約400~1500個の卵を産卵する。ネコブセンチュウに属する種としては、例えばイネネコブセンチュウ、ジャワネコブセンチュウ(Meloidogyne javanica)、サツマイモネコブセンチュウ(Meloidogyne incognita;本明細書ではしばしば「Mi」と表記する)、キタネコブセンチュウ(Meloidogyne hapla)、リンゴネコブセンチュウ(Meloidogyne mali)、及びアレナリアネコブセンチュウ(Meloidogyne arenaria)が挙げられる。
 ネグサレセンチュウに属する種としては、例えばキタネグサレセンチュウ(Pratylenchus penetrans)、ミナミネグサレセンチュウ(Pratylenchus coffeae)、ムギネグサレセンチュウ(Pratylenchus neglectus)、ノコギリネグサレセンチュウ(Pratylenchus crenatus)、クルミネグサレセンチュウ(Pratylenchus vulnus)、及びチャネグサレセンチュウ(Pratylenchus loosi)が挙げられる。
 シストセンチュウに属する種としては、例えばジャガイモシストセンチュウ(Globodera rostochiensis)、ダイズシストセンチュウ(Heterodera glycines)、及びクローバーシストセンチュウ(Heterodera trifolii)が挙げられる。
 ハセンチュウに属する種としては、例えばハガレセンチュウ(Aphelenchoides ritzemabosi)、イチゴセンチュウ(Aphelenchoides fragariae)、及びイネシンガレセンチュウ(Aphelenchoides besseyi)が挙げられる。
 クキセンチュウに属する種としては、例えばイモグサレセンチュウ(Dithlenchus destructor)、及びナミクキセンチュウ(Ditylenchus dipsaci)が挙げられる。
 本明細書において植物は、植物寄生性センチュウが寄生し得る植物種であれば特に制限はされず、被子植物又は裸子植物のいずれであってもよい。また、被子植物には、双子葉又は単子葉植物のいずれも包含される。代表的なものとしては、農業上、特に種苗産業及び花卉園芸産業上、重要な植物、例えば、穀類、花、野菜、果物等の作物植物が挙げられる。具体的には、単子葉植物であれば、イネ科に属する種(例えば、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、トウモロコシ、サトウキビ、アワ、キビ、ヒエ、ソルガム、コウリャン)、バショウ科に属する種(例えば、バナナ、バショウ)、又はパイナップル科(例えば、パイナップル)が該当する。双子葉植物であれば、アブラナ科に属する種(例えば、キャベツ、ダイコン、ハクサイ、アブラナ)、マメ科に属する種(例えば、ダイズ、ピーナッツ、エンドウ、インゲンマメ、アズキ、ソラマメ、スイートピー)、ナス科に属する種(例えば、トマト、ナス、ジャガイモ、タバコ、ピーマン、トウガラシ、ペチュニア)、ヒルガオ科に属する種(例えば、サツマイモ、ヨウサイ)、バラ科に属する種(例えば、イチゴ、バラ、リンゴ、ナシ、モモ、ビワ、アーモンド、スモモ、ウメ、サクラ)、ラン科に属する種(例えば、シンビジウム、ファレノプシス、カトレア、デンドロビウム)、ユリ科に属する種(例えば、ユリ、チューリップ)、キジカクシ科(例えば、ヒアシンス、ムスカリ)、ヒガンバナ科(例えば、ネギ、タマネギ、ニンニク)、ミカン科(例えば、ミカン、オレンジ、グレープフルーツ、レモン、ユズ)、ブドウ科に属する種(例えば、ブドウ)、キク科に属する種(例えば、レタス、キク、ダリア、マーガレット、ヒマワリ)、ナデシコ科に属する種(例えば、カーネーション、カスミソウ)、ツバキ科に属する種(例えば、サザンカ、チャノキ)が該当する。ネコブセンチュウは2,000種を超える植物に寄生(感染)することが報告されており、センチュウ種により寄生する宿主に違いはあるものの、ナス科、イネ科、アブラナ科、マメ科、ウリ科、ヒルガオ科、ユリ科、キク科、アカザ科、セリ科、サトイモ科、ショウガ科、アオイ科等の幅広い宿主範囲を有し、様々な農作物に寄生して植物病害をもたらす。ネコブセンチュウの宿主植物種の一例としては、トマト、ピーマン、ウリ、バレイショ、サツマイモ、ナス、ニンジン、ゴボウ、ホウレンソウ、フダンソウ、シュンギク、ネギ類、ショウガ、エンドウ、インゲンマメ、ササゲ、イネ等が挙げられる。
 イネの栽培品種は、アジアイネ(Oryza sativa)とアフリカイネ(Oryza glaberrima)に分類される。アジアイネはインディカ(Indica)及びジャポニカ(Japonica)の2種類の亜種に分類され、ジャポニカは温帯ジャポニカ(表1において「Temperate japonica」として示す)と熱帯ジャポニカ(表1において「Tropical japonica」として示す)に分類される。温帯ジャポニカに属する品種としては、例えば、台中65号(Taichung65;T65)、銀坊主(Ginbouzu)、日本晴(Nipponbare)、金南風(Kinmaze)、ヒノヒカリ(Hinohikari)、ゆきひかり(Yukihikari)、愛国(Aikoku)、亀治(Kameji)、京都旭(Kyoutoasahi)、赤毛(Akage)、Dianyu1等が挙げられる。熱帯ジャポニカに属する品種としては、例えば、Ma Sho、Khao Nok、Jaguary、Khau Mac Kho、Padi Perak、Rexmont、Senshou、Kahei等が挙げられる。インディカはインディカ(表1において「Indica」として示す)とアウス(表1において「Aus」として示す)に分類できる。インディカに属する品種としては、例えば、Bei Khe、Naba、Puluik Arang、Ryou Suisan Koumai、Jinguoyin、Keiboba、Qingyu、Deng Pao Zhai、Milyang23、Karahoushi等が挙げられる。アウスに属する品種としては、Kasalath、Jena035、Muha、Jhona2、Nepal8、Jarjan、Kalo Dhan、Anjana Dhan、Shoni、Surjamukhi、ARC7291、ARC5955、ARC7047、ARC11094、Badari Dhan、Nepal555、Kaluheenati、DV85、ARC10313、N22等が挙げられる。また、ネリカ(Nerica)はアジアイネとアフリカイネの間の交雑種である。ネリカに属する品種としては、NERICA 1、NERICA 2、NERICA 4、NERICA 6、NERICA L20、NERICA L41等が挙げられる(表1では、ネリカ品種を含むネリカ関連品種を「NERICA related」として示す)。上記のいずれのグループにも分類されない交雑種(表1において「Admixture」として示す)としては、Davao1、Asu、IR58、Co13、Vary Futsi、Shwe Nang Gyi、Pinulupot1、Local Basmati、Basilanon、Khau Tan Chiem、Tima1、Tupa729等が挙げられる。また、分類不明の品種(表1において「Unknown」として示す)として、Basmati370、IRAT109、LTH、IR24、Kinandang Patong、Silewah等が挙げられる。イネの栽培品種の分類方法については、Kojima et al., 2005,Breeding Science, 55, 431-440及びYonemaru et al., 2014, Plant Cell Physiol., 55 (1), e9を参照することができる。
 イネ品種は、植物寄生性センチュウ罹患性の品種及び植物寄生性センチュウ抵抗性の品種に分類することができる。例えば、本明細書の実施例に記載の評価方法を用いて評価値(Evaluation value; EV)を算出し、評価値が特定の値以上のイネ品種をセンチュウ罹患性の品種、評価値が特定の値未満のイネ品種をセンチュウ抵抗性の品種に分類することができる。
 本明細書において「植物寄生性センチュウ抵抗性」とは、植物寄生性センチュウによる宿主植物への加害及び/又は寄生(感染)を防止又は抑制する作用をいう。ネコブセンチュウ等の植物寄生性センチュウに対する植物の抵抗性は、当業者に公知の方法を用いて検査することができる。例えば、被験植物に一定数(例えば、200匹)のネコブセンチュウJ2幼虫をその培養土に接種し、一定期間後(例えば2か月後)に感染状態の評価を行う。評価は、植物体の根における瘤の数、及び/又はネコブセンチュウの卵塊数を計数することが好ましい。瘤の数は、目視により計数することができる。
 本明細書において「植物寄生性センチュウ防除」とは、植物寄生性センチュウの宿主植物への加害及び/又は寄生(感染)を防止又は抑制する作用をいう。
 本明細書において「RMIR1(ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1)遺伝子」とは、イネにおいて植物寄生性センチュウに対する抵抗性に関連する日本晴ゲノム上のOs06g0621600遺伝子、任意のイネ品種においてOs06g0621600遺伝子に対応するオルソログ遺伝子、任意の植物種においてOs06g0621600遺伝子に対応するオルソログ遺伝子、又はそのいずれかに由来する変異型遺伝子をいう。RMIR1遺伝子はRAP-db上でOs06g0621600遺伝子と表記されるが、Rice Genome Annotation Project (RGAP)ではLOC_Os06g41670.1遺伝子と表記されている。本明細書において単に「RMIR1遺伝子」というとき、任意の生物種に由来する野生型及び変異型のRMIR1遺伝子(それぞれ「野生型RMIR1遺伝子」及び「変異型RMIR1遺伝子」と表記する)が含まれ、また後述のL型RMIR1遺伝子及びS型RMIR1遺伝子が含まれるものとする。
 イネ品種間ではRMIR1遺伝子配列に差異がある場合がある。例えば、ARC10313のRMIR1遺伝子は1154アミノ酸残基からなるタンパク質をコードするが、T65のRMIR1遺伝子は、C末端側の領域が欠失した579アミノ酸残基からなる欠失型タンパク質をコードする。本明細書では、上記C末端側の領域の有無によって、イネRMIR1遺伝子をL型RMIR1遺伝子及びS型RMIR1遺伝子に分類する。すなわち、S型RMIR1遺伝子は、L型RMIR1遺伝子と比較してC末端側の領域が欠失している欠失型タンパク質をコードする。
 L型RMIR1遺伝子の例としては、ARC10313、N22、及びKalo DhanのRMIR1遺伝子が挙げられる。ARC10313、N22、及びKalo DhanのRMIR1遺伝子の塩基配列はいずれも配列番号14で示され、100%同一である。
 S型RMIR1遺伝子の例としては、T65及び日本晴のRMIR1遺伝子等が挙げられる。T65及び日本晴のRMIR1遺伝子の塩基配列はいずれも配列番号16で示され、100%同一である。
 本明細書において「RMIR1ポリペプチド」とは、イネにおいて植物寄生性センチュウに対する抵抗性に関連する日本晴ゲノム上のOs06g0621600遺伝子にコードされるポリペプチド(すなわちRMIR1遺伝子にコードされるポリペプチド)、任意のイネ品種においてそれに対応するオルソログ、任意の植物種においてそれに対応するオルソログ、又はそのいずれかに由来する変異型ポリペプチドをいう。本明細書において単に「RMIR1ポリペプチド」というとき、任意の生物種に由来する野生型及び変異型のRMIR1ポリペプチド(それぞれ「野生型RMIR1ポリペプチド」及び「変異型RMIR1ポリペプチド」と表記する)が含まれ、また後述のL型RMIR1ポリペプチド及びS型RMIR1ポリペプチドが含まれるものとする。
 イネの野生型RMIR1ポリペプチドは、L型RMIR1遺伝子にコードされるL型RMIR1ポリペプチド、及びS型RMIR1遺伝子にコードされるS型RMIR1ポリペプチドに分類される。L型RMIR1ポリペプチドは、ヌクレオチド結合ドメイン(NB-ARCドメイン)及び13個のロイシンリッチリピート(LRR)ドメインを含むNB-LRRタンパク質である。これに対して、S型RMIR1ポリペプチドは、L型RMIR1ポリペプチドにおける580位のセリン残基に対応する位置が終止コドンであるため、L型RMIR1ポリペプチドにおいてC末端側の11個のLRRドメインが欠失している。L型RMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列の例として、配列番号13が挙げられる。ARC10313、N22、及びKalo DhanではRMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列は、いずれも配列番号13で示され、100%同一である。S型RMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列の例としては、配列番号15が挙げられる。T65及び日本晴のRMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列は、いずれも配列番号15で示され、100%同一である。T65及び日本晴のRMIR1ポリペプチドでは、ARC10313、N22、及びKalo DhanのRMIR1ポリペプチドと比較して、C末端側の575アミノ酸残基が欠失している他、138位のアラニン残基がスレオニン残基に置換されており、548位のアルギニン残基がロイシン残基に置換されている(図3)。
 本明細書において「RKNR1(ROOT KNOT NEMATODE RESISTANCE 1)遺伝子」とは、イネにおいて植物寄生性センチュウに対する抵抗性に関連する日本晴ゲノム上のOs04g0112100遺伝子、任意のイネ品種においてOs04g0112100遺伝子に対応するオルソログ遺伝子、任意の植物種においてOs04g0112100遺伝子に対応するオルソログ遺伝子、又はそのいずれかに由来する変異型遺伝子をいう。本明細書において単に「RKNR1遺伝子」というとき、任意の生物種に由来する野生型及び変異型のRKNR1遺伝子(それぞれ「野生型RKNR1遺伝子」及び「変異型RKNR1遺伝子」と表記する)が含まれ、また後述のL型RKNR1遺伝子及びS型RKNR1遺伝子が含まれるものとする。
 イネ品種間ではRKNR1遺伝子配列に差異がある場合がある。例えば、RKNR1遺伝子のORFでは、RKNR1アミノ酸配列中のNB-ARCドメインの中央部分からLRRドメインのC末端側付近に至る配列領域の有無が、イネ品種間で異なることが知られている。本明細書では、この配列領域の有無によって、イネRKNR1遺伝子をL型RKNR1遺伝子及びS型RKNR1遺伝子に分類する。
 L型RKNR1遺伝子の例としては、温帯ジャポニカに属する一部の品種(例えば、赤毛及び銀坊主)、並びにインディカ、熱帯ジャポニカ、アウス、及びネリカに属する品種のRKNR1遺伝子が挙げられる。L型RKNR1遺伝子の塩基配列の例として、配列番号2(N22及びKalo Dhan)、配列番号5(Naba)、配列番号6(Bei Khe)、及び配列番号7(赤毛)が挙げられる。なお、RKNR1遺伝子の塩基配列はN22とKalo Dhanとの間で100%同一であり、いずれも配列番号2で示される。
 S型RKNR1遺伝子の例としては、温帯ジャポニカの一部の品種(例えば、T65、日本晴、金南風、ヒノヒカリ、ゆきひかり、愛国、亀治、京都旭、及びDianyu1)のRKNR1遺伝子等が挙げられる。S型RKNR1遺伝子の塩基配列の例として、配列番号3(T65)及び配列番号4(日本晴)が挙げられる。
 本明細書において「RKNR1ポリペプチド」とは、イネにおいて植物寄生性センチュウに対する抵抗性に関連する日本晴ゲノム上のOs04g0112100遺伝子にコードされるポリペプチド(すなわちRKNR1遺伝子にコードされるポリペプチド)、任意のイネ品種においてそれに対応するオルソログ、任意の植物種においてそれに対応するオルソログ、又はそのいずれかに由来する変異型ポリペプチドをいう。本明細書において単に「RKNR1ポリペプチド」というとき、任意の生物種に由来する野生型及び変異型のRKNR1ポリペプチド(それぞれ「野生型RKNR1ポリペプチド」及び「変異型RKNR1ポリペプチド」と表記する)が含まれ、また後述のL型RKNR1ポリペプチド及びS型RKNR1ポリペプチドが含まれるものとする。
 イネの野生型RKNR1ポリペプチドは、L型RKNR1遺伝子にコードされるL型RKNR1ポリペプチド、及びS型RKNR1遺伝子にコードされるS型RKNR1ポリペプチドに分類される。Bei Khe及びNaba以外のイネ品種では、L型RKNR1ポリペプチドは、ヌクレオチド結合ドメイン(NB-ARCドメイン)及び7つのロイシンリッチリピート(LRR)ドメインを有するNB-LRRタンパク質である。これに対して、S型RKNR1ポリペプチドは、L型RKNR1ポリペプチドにおいてヌクレオチド結合ドメインの一部とLRRドメインの大部分を欠失するポリペプチドである。なお、Bei Khe及びNabaのRKNR1ポリペプチドは、その遺伝子配列において1754bp領域が欠失していないため、L型RKNR1ポリペプチドに分類されるが、フレームシフトによって生じる終止コドンによってアミノ酸長の短いタンパク質となる。S型RKNR1ポリペプチドのアミノ酸配列の例としては、配列番号8(T65)及び配列番号9(日本晴)が挙げられる。L型RKNR1ポリペプチドのアミノ酸配列の例として、配列番号1(N22及びKalo Dhan)、配列番号10(Naba)、配列番号11(Bei Khe)、及び配列番号12(赤毛)が挙げられる。なお、RKNR1ポリペプチドのアミノ酸配列はKalo DhanとN22との間で100%同一であり、いずれも配列番号1で示される。
 本明細書において植物体の「全部」とは、生きている植物体を構成する全領域をいう。また、植物体の「一部」とは、生きている植物体を構成する一部領域、具体的には、器官(例えば、根部、茎部、葉部、花部、表皮、若しくはそれらの組み合わせ、又は花粉、卵細胞若しくは種子等を含む)、形態的及び/又は機能的に分化した細胞群からなる組織若しくはその一部、又は細胞をいう。
 本明細書において「複数個」とは、例えば、2~100個、2~90個、2~80個、2~70個、2~60個、2~50個、2~40個、2~30個、2~20個、2~15個、2~10個、2~7個、2~5個、2~4個又は2~3個をいう。また、「アミノ酸同一性」とは、比較する2つのポリペプチドのアミノ酸配列において、アミノ酸残基の一致数が最大となるように、必要に応じて一方又は双方に適宜ギャップを挿入して整列化(アラインメント)したときに、全アミノ酸残基数における一致アミノ酸残基数の割合(%)をいう。アミノ酸同一性を算出するための2つのアミノ酸配列の整列化は、Blast、FASTA、ClustalW等の既知プログラムを用いて行うことができる。「塩基同一性」も同様に計算される。
 本明細書において「(アミノ酸の)置換」とは、天然のタンパク質を構成する20種類のアミノ酸間において、電荷、側鎖、極性、芳香族性等の性質の類似する保存的アミノ酸群内での置換をいう。例えば、低極性側鎖を有する無電荷極性アミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr)、分枝鎖アミノ酸群(Leu, Val, Ile)、中性アミノ酸群(Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro)、親水性側鎖を有する中性アミノ酸群(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys)、酸性アミノ酸群(Asp, Glu)、塩基性アミノ酸群(Arg, Lys, His)、芳香族アミノ酸群(Phe, Tyr, Trp)内での置換が挙げられる。これらの群内でのアミノ酸置換であれば、ポリペプチドの性質に変化を生じにくいことが知られているため好ましい。
 本明細書において「ストリンジェントな条件」とは、非特異的なハイブリッドが形成されにくい条件を意味する。「高ストリンジェントな条件」とは、非特異的なハイブリッドがより形成されにくい、又は形成されない条件をいう。一般に、反応条件が低塩濃度で、かつ高温になるほど高ストリンジェントな条件となる。ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば50℃~70℃、55℃~68℃、又は65℃~68℃で、0.1×SSC及び0.1%SDSで洗浄する条件である。この他、プローブ濃度、プローブ塩基長、ハイブリダイゼーション時間等のその他の条件を適宜組み合わせてハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを高くすることもできる。
1-3.構成
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、有効成分として、(1)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片を含むか、(2)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドを含むか、又は(3)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む。
1-3-1.有効成分
(1)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片
 一実施形態において、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片からなる、又はそれを含む。
 本明細書において「植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド」とは、宿主植物に植物寄生性センチュウに対する抵抗性を付与する、及び/又は宿主植物の植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強するRMIR1ポリペプチドであって、植物寄生性センチュウ抵抗性の植物に由来する野生型又は変異型のRMIR1ポリペプチドをいう。
 植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RMIR1ポリペプチドとしては、野生型のL型RMIR1ポリペプチドが挙げられる。野生型のL型RMIR1ポリペプチドの例としては、配列番号13で示すARC10313、N22、及びKalo Dhanの野生型RMIR1ポリペプチド、及びそれらの他のイネ品種又は他植物種の野生型のL型RMIR1オルソログが挙げられる。
 植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RMIR1ポリペプチドとしては、上記いずれかの植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は、上記いずれかの植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RMIR1ポリペプチドのアミノ酸配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドが挙げられる。例えば、配列番号13で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は、配列番号13で示すアミノ酸配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドが挙げられる。植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RMIR1ポリペプチドは、植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RMIR1ポリペプチドの50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、若しくは90%以上の活性、又はそれと同等以上の活性を有するものが好ましい。
 一実施形態において、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドは、(a)配列番号13で示すアミノ酸配列、(b)配列番号13で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は(c)配列番号13で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列のいずれかを含むポリペプチド又はその断片からなる。
 本明細書において植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドの「断片」とは、上記の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドにおいて、植物寄生性センチュウに対する抵抗性を宿主植物に付与する、及び/又は宿主植物の植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強する活性を有する断片、例えば植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドの活性の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、若しくは90%以上の活性、又はそれと同等以上の活性を有する断片をいう。例えば、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドにおいて1つ、2つ、又は3つ以上のLRRドメインを含むポリペプチド断片が挙げられる。本断片を構成するポリペプチドのアミノ酸長は、特に限定しないが、例えば、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチドにおいて、少なくとも50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、又は1000アミノ酸の連続する領域であればよい。
 さらなる実施形態において、植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片に加えて、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド若しくはその断片をさらに含む。
 本明細書において「植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド」とは、宿主植物に植物寄生性センチュウに対する抵抗性を付与する、及び/又は宿主植物の植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強するRKNR1ポリペプチドであって、植物寄生性センチュウ抵抗性の植物に由来する野生型又は変異型のRKNR1ポリペプチドをいう。RKNR1遺伝子は、特許文献1(WO2022/176971)において、植物の植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強することができる遺伝子であることが開示されており、当該植物のセンチュウ誘引活性、根部内へのセンチュウの移行、瘤形成、瘤成熟、根部内におけるセンチュウの成長、及び/又は宿主植物における巨大細胞の誘導を抑制することができることも開示されている。
 植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RKNR1ポリペプチドとしては、Bei Khe、Naba、及び赤毛(Akage)のRKNR1ポリペプチド以外のL型RKNR1ポリペプチドが挙げられる。Bei Khe、Naba、及び赤毛(Akage)のRKNR1ポリペプチド以外のL型RKNR1ポリペプチドの例としては、配列番号1で示すN22の野生型RKNR1ポリペプチド、配列番号1で示すKalo Dhanの野生型RKNR1ポリペプチド、及びそれらの他のイネ品種又は他植物種の野生型RKNR1オルソログが挙げられる。例えば、Ma Shoの野生型RKNR1ポリペプチド、Khao Nokの野生型RKNR1ポリペプチド、Jaguaryの野生型RKNR1ポリペプチド、Khau Mac Khoの野生型RKNR1ポリペプチド、Padi Perakの野生型RKNR1ポリペプチド、Rexmontの野生型RKNR1ポリペプチド、Senshouの野生型RKNR1ポリペプチド、Kaheiの野生型RKNR1ポリペプチド、Puluik Arangの野生型RKNR1ポリペプチド、Ryou Suisan Koumaiの野生型RKNR1ポリペプチド、Jinguoyinの野生型RKNR1ポリペプチド、Keibobaの野生型RKNR1ポリペプチド、Qingyuの野生型RKNR1ポリペプチド、Deng Pao Zhaiの野生型RKNR1ポリペプチド、Milyang23の野生型RKNR1ポリペプチド、Karahoushiの野生型RKNR1ポリペプチド、Kasalathの野生型RKNR1ポリペプチド、Jena035の野生型RKNR1ポリペプチド、Muhaの野生型RKNR1ポリペプチド、Jhona2の野生型RKNR1ポリペプチド、Nepal8の野生型RKNR1ポリペプチド、Jarjanの野生型RKNR1ポリペプチド、Anjana Dhanの野生型RKNR1ポリペプチド、Shoniの野生型RKNR1ポリペプチド、Surjamukhiの野生型RKNR1ポリペプチド、ARC7291の野生型RKNR1ポリペプチド、ARC5955の野生型RKNR1ポリペプチド、ARC7047の野生型RKNR1ポリペプチド、ARC11094の野生型RKNR1ポリペプチド、Badari Dhanの野生型RKNR1ポリペプチド、Nepal555の野生型RKNR1ポリペプチド、Kaluheenatiの野生型RKNR1ポリペプチド、DV85の野生型RKNR1ポリペプチド、ARC10313の野生型RKNR1ポリペプチド、WAB56-50の野生型RKNR1ポリペプチド、WAB56-104の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA 1の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA 2の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA 4の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA 6の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA L20の野生型RKNR1ポリペプチド、NERICA L41の野生型RKNR1ポリペプチド、CG14の野生型RKNR1ポリペプチド、WK18の野生型RKNR1ポリペプチド、Davao1の野生型RKNR1ポリペプチド、Asuの野生型RKNR1ポリペプチド、IR58の野生型RKNR1ポリペプチド、Co13の野生型RKNR1ポリペプチド、Vary Futsiの野生型RKNR1ポリペプチド、Shwe Nang Gyiの野生型RKNR1ポリペプチド、Pinulupot1の野生型RKNR1ポリペプチド、Local Basmatiの野生型RKNR1ポリペプチド、Basilanonの野生型RKNR1ポリペプチド、Khau Tan Chiemの野生型RKNR1ポリペプチド、Tima1の野生型RKNR1ポリペプチド、Tupa729の野生型RKNR1ポリペプチド、Basmati370の野生型RKNR1ポリペプチド、IRAT109の野生型RKNR1ポリペプチド、LTHの野生型RKNR1ポリペプチド、IR24の野生型RKNR1ポリペプチド、Kinandang Patongの野生型RKNR1ポリペプチド、及びSilewahの野生型RKNR1ポリペプチドが該当する。
 植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RKNR1ポリペプチドとしては、上記いずれかの植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RKNR1ポリペプチドのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は、上記いずれかの植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RKNR1ポリペプチドのアミノ酸配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドが挙げられる。例えば、配列番号1で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は、配列番号1で示すアミノ酸配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドが挙げられる。植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RKNR1ポリペプチドは、植物寄生性センチュウ抵抗性の野生型RKNR1ポリペプチドの50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、若しくは90%以上の活性、又はそれと同等以上の活性を有するものが好ましい。
 さらなる実施形態において、植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RKNR1ポリペプチドは、配列番号12で示すアミノ酸配列における315位がGly以外のアミノ酸残基(例えばAsp)であり、配列番号12で示すアミノ酸配列における505位がAsp以外のアミノ酸残基(例えばGlu)であり、配列番号12で示すアミノ酸配列における745位がVal以外のアミノ酸残基(例えばAla)であり、及び/又は配列番号12で示すアミノ酸配列における1040位がGln以外のアミノ酸残基(例えばLeu)である。植物寄生性センチュウ抵抗性の変異型RKNR1ポリペプチドは、好ましくは配列番号12で示すアミノ酸配列における1040位がGln以外のアミノ酸残基(例えばLeu)である。
 さらなる実施形態において、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドは、(a)配列番号1で示すアミノ酸配列、(b)配列番号1で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は(c)配列番号1で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列のいずれかを含むポリペプチド又はその断片からなる。
 本明細書において植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドの「断片」とは、上記の植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドにおいて、植物寄生性センチュウに対する抵抗性を宿主植物に付与する、及び/又は宿主植物の植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強する活性を有する断片、例えば植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドの活性の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、若しくは90%以上の活性、又はそれと同等以上の活性を有する断片をいう。例えば、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドにおいてLRRドメインを含むポリペプチド断片が挙げられる。本断片を構成するポリペプチドのアミノ酸長は、特に限定しないが、例えば、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチドにおいて、少なくとも50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、又は1000アミノ酸の連続する領域であればよい。
(2)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド
 一実施形態において、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチド(本明細書において「RMIR1ポリヌクレオチド」という)を含む、又はそれからなる。
 RMIR1ポリヌクレオチドは、上記の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードする。RMIR1ポリヌクレオチドは、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドであれば、その塩基配列は特に限定しない。例えば、配列番号13で示すアミノ酸配列からなるARC10313の野生型RMIR1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(例えば、ARC10313の野生型RMIR1遺伝子であって、配列番号14で示す塩基配列からなるポリヌクレオチド)である。
 一実施形態において、RMIR1ポリヌクレオチドは、(g)配列番号14で示す塩基配列、(h)配列番号14で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、(i)配列番号14で示す塩基配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有する塩基配列、又は(j)配列番号14で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列のいずれかを含む。
 さらなる実施形態において、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドに加えて、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチド(本明細書において「RKNR1ポリヌクレオチド」という)をさらに含む。
 RKNR1ポリヌクレオチドは、上記の植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド若しくはその断片をコードする。RKNR1ポリヌクレオチドは、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドであれば、その塩基配列は特に限定しない。例えば、配列番号1で示すアミノ酸配列からなるN22の野生型RKNR1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(例えば、N22の野生型RKNR1遺伝子であって、配列番号2で示す塩基配列からなるポリヌクレオチド)、又は配列番号1で示すアミノ酸配列からなるKalo DhanのRKNR1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(例えば、Kalo Dhanの野生型RKNR1遺伝子であって、配列番号2で示す塩基配列からなるポリヌクレオチド)である。
 さらなる実施形態において、RKNR1ポリヌクレオチドは、(k)配列番号2で示す塩基配列、(l)配列番号2で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、(m)配列番号2で示す塩基配列と60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、82%以上、85%以上、87%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有する塩基配列、又は(n)配列番号2で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列のいずれかを含む。
 一実施形態において、RMIR1ポリヌクレオチド及び/又はRKNR1ポリヌクレオチドの塩基配列は、当該ポリヌクレオチドが導入される細胞におけるコドン使用頻度に合わせてコドン最適化した塩基配列であってもよい。
 RMIR1ポリヌクレオチド及び/又はRKNR1ポリヌクレオチドは、DNA、又はmRNA等のRNAであってもよい。
 RMIR1ポリヌクレオチド及び/又はRKNR1ポリヌクレオチドがmRNAである場合、その塩基配列は、上で例示したいずれかの塩基配列においてチミン(T)をウラシル(U)に置換した塩基配列をコーディング領域として含むmRNAとすることができる。本発明のポリヌクレオチドに該当するmRNAは、前記コーディング領域に加えて、5'末端のキャップ構造、3'末端のポリA鎖、開始コドン上流の5’非翻訳領域(5' UTR)、及び/又は終止コドン下流の3’非翻訳領域(3' UTR)等を含んでもよい。5' UTR及び/又は3' UTR等には、mRNAからの翻訳量を調節するための配列が含まれていてもよい。
(3)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクター
 一実施形態において、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む、又はそれからなる。
 本発明の発現ベクターは、本発明の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを発現可能な状態で含む。本明細書において「発現可能な状態」とは、プロモーターの制御下にあるプロモーター下流域に、発現すべき遺伝子を配置していることをいう。
 本発明の発現ベクターは、必須構成要素として、プロモーター、及び「(2)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド」に記載のポリヌクレオチドを含む。
 さらなる実施形態において、本発明の発現ベクターは、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドに加えて、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチドを発現可能な状態でさらに含む。
 本発明の発現ベクターとして使用可能なベクターは、例えば、プラスミド又はウイルスを利用した発現ベクターである。本明細書において、「発現ベクター」は、組換えベクターを包含するものとする。
 プラスミドを利用した発現ベクター(以下、しばしば「プラスミド発現ベクター」と表記する)の場合、プラスミドには、限定はしないが、例えば、pPZP系、pSMA系、pUC系、pBR系、pBluescript系(Agilent Technologies社)、pTriEXTM系(TaKaRa社)、又はpBI系、pRI系若しくはpGW系のバイナリーベクター等を利用することができる。
 ウイルスを利用した発現ベクター(以下、しばしば「ウイルス発現ベクター」と表記する)の場合、ウイルスには、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)、インゲンマメゴールデンモザイクウイルス(BGMV)、タバコモザイクウイルス(TMV)等を利用することができる。
 また、アグロバクテリウム法を用いる場合には、バイナリーベクター等のアグロバクテリウム法に適した発現ベクター又はその改変ベクターを用いることもできる。そのような発現ベクターとしては、例えば、pBI121、pBIN19、pSMAB704、pCAMBIA、pGreen等が挙げられる。
 プロモーターは、各種プロモーター、例えば、過剰発現型プロモーター、構成的プロモーター、部位特異的プロモーター、時期特異的プロモーター、及び/又は誘導性プロモーターを用いることができる。植物細胞で作動可能な過剰発現型で構成的プロモーターの具体例としては、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)由来の35Sプロモーター、Tiプラスミド由来のノパリン合成酵素遺伝子のプロモーターPnos、トウモロコシ由来のユビキチンプロモーター、イネ由来のアクチンプロモーター、タバコ由来PRタンパク質プロモーター等が挙げられる。様々な植物種のリブロース二リン酸カルボキシラーゼの小サブユニット(Rubisco ssu)プロモーター、又はヒストンプロモーターも使用することができる。誘導性プロモーターの例としては、温度によって制御可能なヒートショックプロモーターや、テトラサイクリンの有無によって制御可能なテトラサイクリン応答性プロモーター等の誘導性プロモーターが挙げられる。
 発現ベクターは、ターミネーター、エンハンサー、ポリA付加シグナル、5'-UTR(非翻訳領域)配列、イントロン配列、リボソーム結合配列、標識若しくは選択マーカー遺伝子、マルチクローニング部位、ヌクレアーゼ認識配列、及び/又は複製開始点等を含むこともできる。それぞれの種類は、宿主細胞内でその機能を発揮し得るものであれば、特に限定されない。導入する植物細胞又は植物宿主に応じて当該分野で公知のものを適宜選択すればよい。
 ターミネーターは、例えば、ノパリン合成酵素(NOS)遺伝子のターミネーター、オクトピン合成酵素(OCS)遺伝子のターミネーター、CaMV 35Sターミネーター、大腸菌リポポリプロテインlppの3’ターミネーター、trpオペロンターミネーター、amyBターミネーター、ADH1遺伝子のターミネーター等が挙げられる。前記プロモーターにより転写された遺伝子の転写を終結できる配列であれば特に限定はしない。
 エンハンサーとしては、例えば、CaMV 35Sプロモーター内の上流側の配列を含むエンハンサー領域が挙げられる。活性ペプチドをコードする核酸等の発現効率を増強できるものであれば特に限定はされない。
 ヌクレアーゼ認識配列としては、制限酵素認識配列、Cre組換え酵素によって認識されるloxP配列、ZFNやTALEN等の人工ヌクレアーゼの標的となる配列、又はCRISPR/Cas9システムの標的となる配列が例示される。
 複製起点配列としては、SV40複製起点配列が例示される。
 選択マーカー遺伝子としては、薬剤耐性遺伝子(例えば、テトラサイクリン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、スペクチノマイシン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、又はネオマイシン耐性遺伝子)、蛍光又は発光レポーター遺伝子(例えば、ルシフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼ、β-グルクロニターゼ(GUS)、又はグリーンフルオレッセンスプロテイン(GFP))、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼII(NPT II)、ジヒドロ葉酸還元酵素等の酵素遺伝子が挙げられる。
 本発明の発現ベクターが包含し得る選択マーカー遺伝子は、本発明の発現ベクターが導入された細胞を選択することができる選択マーカー遺伝子である。選択マーカー遺伝子の具体例としては、例えばアンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子、又はハイグロマイシン耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子が挙げられる。
 本発明の発現ベクターが包含し得るレポーター遺伝子は、本発明の発現ベクターが導入された細胞を識別可能なレポーターをコードする遺伝子である。レポーター遺伝子としては、例えば、GFPやRFP等の蛍光タンパク質をコードする遺伝子や、ルシフェラーゼ遺伝子等が例示される。
1-3-2.その他の成分
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、「1-3-1.有効成分」に記載した有効成分のみから構成されていてもよいが、必要に応じてその他の成分を含むことができる。
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、農業製剤上許容可能な担体を含んでもよい。本明細書において「農業製剤上許容可能な担体」とは、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤の活性に実質的に影響しない物質であって、植物の栽培に施用しても土壌及び水質等の環境に対する有害な影響がないか又は小さい、又は動物、特にヒトに対する有害性がないか又は低い物質をいう。例えば、溶媒、補助剤、賦形剤、乳化剤、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤は、有効成分の活性に影響しない範囲において、他の薬理作用を有する成分、すなわち、殺センチュウ剤、除草剤、肥料(例えば、尿素、硝酸アンモニウム、過リン酸塩)を包含することもできる。
1-3-3.剤形
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤の剤形は、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤が施用される植物体内に侵入し得る状態であれば、いかなる状態であってもよく、例えば、液体状態の液剤、固体状態の固形剤とすることができる。液剤の場合、有効成分を適当な溶液に懸濁した溶液剤、油性分散液剤、エマルジョン剤、懸濁剤が挙げられる。固形剤の場合、有効成分が施用植物に作用し得る状態であれば、特に制限しない。例えば、粉剤、散剤、ペースト剤、ゲル剤が挙げられる。
1-4.効果
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤によれば、植物寄生性センチュウに罹患性の植物に、植物寄生性センチュウに対する抵抗性を付与することができる。また、本発明の植物寄生性センチュウ防除剤によれば、植物寄生性センチュウに抵抗性の植物において、植物寄生性センチュウに対する抵抗性を増強することができる。
 本発明の植物寄生性センチュウ防除剤によれば、本剤が適用される植物においてセンチュウ誘引活性、根部内へのセンチュウの移行、瘤形成、瘤成熟、根部内におけるセンチュウの成長、及び/又は宿主植物における巨大細胞の誘導を抑制することができる。
2.植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体又はその後代
2-1.概要
 本発明の第2の態様は、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体又はその後代である。本発明の植物形質転換体又はその後代は、第1態様に記載の植物寄生性センチュウ防除剤、例えば第1態様に記載のポリヌクレオチド又は発現ベクターを含み、ネコブセンチュウ等の植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する。本発明の植物形質転換体又はその後代は、センチュウ誘引活性、根部内へのセンチュウの移行、瘤形成、瘤成熟、根部内におけるセンチュウの成長、及び/又は宿主植物における巨大細胞の誘導が抑制されており、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する。
2-2.構成
 本明細書における「植物形質転換体」は、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を獲得するように遺伝子改変された植物宿主をいう。
 一実施形態において、本発明の植物形質転換体は、第1態様に記載の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む。より具体的には、本発明の植物形質転換体は、第1態様に記載の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクターで形質転換されている。
 さらなる実施形態において本発明の植物形質転換体は、
 第1態様に記載の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及び
 第1態様に記載の植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター
を含み、例えば上記2種のポリヌクレオチド又は発現ベクターで形質転換されている。
 本発明において形質転換される宿主植物種は、限定しない。宿主植物は、単子葉植物又は双子葉植物であってもよいが、単子葉植物が特に好ましい。単子葉植物であれば、イネ科に属する種(例えば、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、トウモロコシ、サトウキビ、アワ、キビ、ヒエ、ソルガム、コウリャン)、バショウ科に属する種(例えば、バナナ、バショウ)、ヒガンバナ科に属する種(例えば、ネギ、タマネギ、ニンニク、ニラ)、又はパイナップル科に属する種(例えば、パイナップル)であってもよい。宿主植物は、植物寄生性センチュウに対して罹患性の植物種や植物寄生性センチュウに対する抵抗性が弱い植物種が好ましく、例えば、S型RMIR1遺伝子及び/又はS型RKNR1遺伝子を有するイネ品種、又はL型RMIR1遺伝子及び/又はL型RKNR1遺伝子を有しない植物種が好ましい。植物寄生性センチュウに対して罹患性のイネ品種としては、図1において1.0以上の評価値を示すイネ品種又は0.8以上の評価値を示すイネ品種が例示される。
 本発明の植物形質転換体は、同一の遺伝情報を有するクローン体を包含する。植物形質転換体第1世代から採取した植物体の一部、例えば、表皮、師部、柔組織、木部若しくは維管束のような植物組織、葉、花弁、茎、根若しくは種子のような植物器官、又は植物細胞から植物組織培養法や挿し木、接木若しくは取り木によって得られるクローン体、あるいは根茎、塊根、球茎、ランナー等のような植物形質転換体第1世代から無性生殖で得られる栄養繁殖器官より新たに生じた新たなクローン体、植物形質転換体第1世代若しくはそれに由来するクローン体から脱分化処理によって誘導される不定胚等も本発明の植物形質転換体に含まれる。
 一実施形態において、本発明の植物形質転換体は遺伝子組換え体であってもよい。
 本明細書において「その後代」とは、前記植物形質転換体第1世代の有性生殖を介した子孫であって、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを保持し、かつ植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する宿主植物を意味する。後代の世代は問わない。
2-3.効果
 本発明の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター(以下、「RMIR1ポリペプチド等」と表記する)を含む植物形質転換体は、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を示す。また、本発明の植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド等、及び植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド若しくはその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチド、又は前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター(以下、「RKNR1ポリペプチド等」と表記する)を含む植物形質転換体は、RMIR1ポリペプチド等又はRKNR1ポリペプチド等のいずれか一方のみを含む形質転換体と比較してセンチュウ抵抗性がさらに増強されている。
3.植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体を製造する方法
3-1.概要
 本発明の第3の態様は、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体を製造する方法に関する。本発明の製造方法によれば、植物寄生性センチュウ罹患性の植物から、抵抗性の植物形質転換体を製造することができる。
3-2.方法
 本発明の植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体を製造する方法は、必須の工程として導入工程、及び選択工程を含む。以下、各工程について具体的に説明をする。
3-2-1.導入工程
 本態様において「導入工程」は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを宿主植物に導入する工程である。
 さらなる実施形態において、導入工程は、植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターに加えて、植物寄生性センチュウ抵抗性のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを宿主植物に導入する工程である。
 本工程で導入される発現ベクターの構成は、前記第1態様の「(3)植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクター」の記載に準じる。
 発現ベクターの導入方法は、当該分野で公知の方法、例えば、アグロバクテリウム法、PEG-リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポソーム法、パーティクルガン法、マイクロインジェクション法を用いることができる。導入されたポリヌクレオチドは、宿主のゲノムDNA中に組み込まれてもよいし、導入されたポリヌクレオチドの状態(例えば、外来ベクターに含有されたまま)で存在していてもよい。さらに、導入されたポリヌクレオチドは、宿主のゲノムDNA中に組み込まれた場合のように宿主細胞内で維持され続けてもよいし、一過的に保持されてもよい。
 アグロバクテリウム法を用いる場合は、アグロバクテリウム法に適した発現ベクターに植物寄生性センチュウ抵抗性のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするポリヌクレオチドを挿入した後、適当なアグロバクテリウム、例えばアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)にエレクトロポレーション法等により導入し、この菌株を植物細胞、カルス、又は子葉切片等に接種して感染させればよい。好適なアグロバクテリウムとしては、限定するものではないが、GV3101、C58、C58C1Rif(R)、EHA101、EHA105、AGL1、LBA4404等の株を利用することができる。
 導入対象の宿主試料としては、植物の葉等の切片を使用してもよく、プロトプラストを調製して使用してもよい(Christou P, et al., Bio/Technology (1991) 9: 957-962)。例えばパーティクルガン法では、遺伝子導入装置(例えばPDS-1000(BIO-RAD社)等)を製造業者の説明書に従って使用して、本発明に係る発現ベクター又はDNA構築物をまぶした金属粒子をこのような試料に打ち込むことにより、植物細胞内に導入させ、形質転換植物細胞を得ることができる。操作条件は、通常は450~2000psi程度の圧力、4~12cm程度の距離で行う。
3-2-2.選択工程
 本態様において「選択工程」は、前記発現ベクターが導入された植物を選択する工程である。
 本工程は、上述の方法で発現ベクターを宿主に導入した後、当該分野で公知の方法によって行えばよい。例えば、発現ベクター中の選択マーカー遺伝子やレポーター遺伝子にコードされるタンパク質の活性を利用して、形質転換体を選択することができる。
 一実施形態において、本発明の発現ベクター又はポリヌクレオチドを導入した植物細胞や子葉切片等を、植物組織培養法に従って選択培地で培養し、生存したカルスを再分化培地(適当な濃度の植物ホルモン(オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレン、ブラシノライド等)を含む)で培養することにより、形質転換された植物体を再生することができる。このようにして形質転換体を選択することができる。
<実施例1:様々なイネ品種のサツマイモネコブセンチュウに対する抵抗性の検討>
(目的)
 様々なイネ品種について、サツマイモネコブセンチュウ(Mi)に対する抵抗性を検討する。
(方法)
(1)イネ品種
 本実施例において評価の対象としたイネ品種は、温帯ジャポニカに属する11品種、熱帯ジャポニカに属する8品種、アウスに属する20品種、インディカに属する10品種、12種類の交雑品種、ネリカ関連系統に属する8品種、及び分類不明の8品種であった。上記の品種は農業・食品産業技術総合研究機構(NARO)Genbank、及び名古屋大学から得た。
(2)Mi抵抗性の評価方法
 Mi抵抗性の評価は、本発明者の報告(Sunohara, H., Kaida, S., and Sawa, S., 2020, Plant Biotechnol., 37, 343-347)に記載の方法に従って行った。
 具体的には、イネの種子を殺菌液(花王株式会社製キッチン用漂白剤の1000倍希釈液)に26℃で3日間浸し(吸水期)、カビや菌を死滅させると同時に発芽を誘導した。発芽後の種子をペーパーパウチ(CYG Seed Germination Pouch, Mega International, USA)にパウチ当たり2粒ずつ播種した。発芽した種子の入ったパウチを26℃の暗所に3日間置いた。次に、10パウチを木板で挟み、バネクランプで固定した後、12時間明所(26℃)/12時間暗所(24℃)で8日間育成した。なお、木板で挟む目的は、水分が多い状態ではセンチュウの感染効率が低下することから、ペーパーパウチから余分な水分を除去するためである。吸水14日後、1mLあたり400個体のJ2期サツマイモネコブセンチュウを含む溶液2mL(計800個体)を根に沿って添加した(センチュウ接種)。接種後、木板に挟んだ状態のパウチを暗所にて水平な状態で3日間置き、28℃で12時間、26℃で12時間暗所に直立させた。また、生育期間中は節水状態を維持し、各植物に対して、週1回(接種後7、14、21、28日)、文献(Nishiyama H. et al., 2015, Nematol. Res. 45:45-49.)に記載の液体肥料2mLを添加した。
 卵塊数は吸水後48日(接種後34日)に計測した。根系全体を50ng/μLのエリオグロウシンに少なくとも15分間浸漬することにより染色し、青く染色された卵塊の数を測定した。卵塊数の計測後、根系を50℃のインキュベーターに最低5日間入れ、根内の水分を完全に除去した後に重量を測定した。得られた乾燥根重量と卵塊数から単位乾燥根重量当たりの卵塊数を計算した。T65の数値を基準値とした標準化した値を各品種の評価値(Evaluation value; EV)とした。
 得られた評価値が0.6以上のイネ品種をMi罹患性の品種、評価値が0.6未満のイネ品種をMi抵抗性の品種に分類した。
(結果)
 各品種について得られた評価値を図1及び以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 温帯ジャポニカでは、銀坊主(Ginbouzu)以外の品種(T65、日本晴、金南風、ヒノヒカリ(Hinohikari)、ゆきひかり等)がMi罹患性を示した。一方、熱帯ジャポニカ、アウス、インディカ、及びネリカに属する品種では、Bei Khe及びNaba以外の品種がMi抵抗性を示した。
 Aus品種のARC10313はT65と比較して約11.7%の評価値を示し(EV=0.117)、Miに対して抵抗性の強い品種の一つであることが判明した。この結果に基づき、以降の実施例ではARC10313をMi抵抗性品種として用いた。
<実施例2:Mi抵抗性遺伝子のマッピングと同定>
(目的)
 RIL系統を用いるQTL解析とCSSL系統を用いる遺伝子マッピングによってMi抵抗性遺伝子を同定する。
(方法と結果)
(1)RILを用いたQTL解析
 T65とARC10313を交配親とした組換え自殖系統(Recombinant inbred line;RIL)を113系統作製し、2,144個のSNPを用いてQTL(量的形質遺伝子座)解析を行った。その結果、主要なQTLの1つが第6染色体上で見出され、qRMIR1(qROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1)と命名した。
(2)CSSLを用いた遺伝子マッピング/RMIR1遺伝子の同定
 qRMIR1の遺伝子マッピングでは、上記RILにおいてqRMIR1遺伝子を含むゲノム領域をヘテロ接合で有する系統が存在しなかった。そのため、さらなる組換え体の取得に基づいて遺伝子座を絞り込むことができなかった。しかしながら、T65及びARC10313の2品種間では染色体断片置換系統(chromosome segment substitution line; CSSL)がOryzabaseから配布されているため、Oryzabaseから入手した染色体断片置換系統を使用して遺伝子座の絞り込みを行った。ここで使用したCSSLの3系統(TACSSL-42、TACSSL-45、及びTACSSL-47)は、第6染色体上の0.596~29.229Mbの領域において系統ごとに異なる領域に抵抗性品種ARC10313由来の配列を有するが、この領域以外は罹患性品種T65由来の配列を有する。
 CSSLの3系統(TACSSL-42、TACSSL-45、及びTACSSL-47)並びに親株のT65及びARC10313について、実施例1に記載の方法によってMi接種試験を実施し、抵抗性を評価した。その結果、TACSSL-42、TACSSL-45、及びTACSSL-47の評価値は、それぞれ1.517±0.035、0.505±0.015、及び1.236±0.372であった(図2A)。この結果から、第6染色体においてMi抵抗性遺伝子は、TACSSL-45においてARC10313に由来する20.258~27.829Mbの範囲(約7.6Mbの領域)に特定された。
 次いでイネのデータベースRAP-db(https://rapdb.dna.affrc.go.jp/)を用いて、マッピングされた範囲に含まれる遺伝子を検索した。なお、上記データベースは、日本晴に由来するゲノム情報に基づいて作成されたデータベースであり、上述の約7.6Mbの領域には449個の遺伝子がアノテートされていた。この449遺伝子配列の中から、NB-ARCドメインを含み、かつ抵抗性品種間と罹患性品種との間でアミノ酸配列が大きく異なる遺伝子として、Os06g0621600遺伝子(以下、ROOT MELOIDOGYNE INCOGNITA RESISTANCE 1遺伝子又はRMIR1遺伝子と称する)を見出した。RAP-db上のOs06g0621600遺伝子は、Rice Genome Annotation Project (RGAP)のLOC_Os06g41670.1遺伝子に対応する。以降の実施例では、RGAPのLOC_Os06g41670.1遺伝子の塩基配列に基づくアミノ酸配列をRMIR1遺伝子によってコードされるポリペプチド(以下、「RMIR1ポリペプチド」という)の配列とした。
 抵抗性品種ARC10313及び罹患性品種T65においてRMIR1遺伝子によってコードされるポリペプチドの構造を図3に示す。
 ARC10313のRMIR1遺伝子は、ヌクレオチド結合ドメイン(NB-ARCドメイン)及び13個のロイシンリッチリピート(LRR)ドメインを含む1154アミノ酸長のL型RMIR1ポリペプチドをコードする。ARC10313、N22、及びKalo DhanのRMIR1遺伝子の塩基配列は、いずれも配列番号14で示され、100%同一である。
 これに対して、T65のRMIR1遺伝子は、580位のセリンが終止コドンに置換されているためにC末端側の575アミノ酸残基が欠失しており、さらに138位のアラニンがスレオニンに置換され、548位のアルギニンがロイシンに置換された579アミノ酸長のS型RMIR1ポリペプチドをコードする。そのため、T65のRMIR1遺伝子は、13個のLRRドメインのうち11個のLRRドメインが欠失していることが推定された。また、T65のRMIR1遺伝子は、終止コドンの下流域において、ARC10313には存在しない141塩基長の挿入配列を有する。T65及び日本晴のRMIR1遺伝子の塩基配列は、いずれも配列番号16で示され、100%同一である。
 なお、ARC10313のRMIR1ポリペプチド(配列番号13)と、Kalo DhanのRKNR1ポリペプチド(配列番号1)との間のアミノ酸同一性は、62.64%である。
<実施例3:RMIR1遺伝子の導入によるMi抵抗性形質への影響>
(目的)
 センチュウ抵抗性品種であるKalo Dhan由来のRMIR1遺伝子を含むゲノム領域を日本晴に導入した形質転換株を作製し、Mi抵抗性が得られるか否かを検証する。
(方法)
 野生型Kalo DhanのOs06g0621600遺伝子(RMIR1遺伝子)を含む12 kbのゲノム領域をPCR増幅して、ベクターにクローニングすることによって、RMIR1形質転換ベクターを作製した。RMIR1形質転換ベクター又はRMIR1ゲノム領域を含まない対照ベクターを、エレクトロポレーションによりAgrobacterium tumefaciens株EHA105に導入した。イネの形質転換は、文献(Toki S., et al, Plant J. 47:969-976)に記載の方法に従って行った。具体的には、日本晴の種子を2N6上に28℃にて7日間置き、アグロバクテリウム懸濁液に数分間浸漬した後、2N6-AS培地上に移した。2℃にて暗所で3日間共培養した後、種子を25mg/Lのメロペネム(Wako)を含む滅菌水で洗浄してアグロバクテリウムを除去した。その後、50mg/Lのハイグロマイシンを含むN6D培地で、32℃にて連続光下で2週間培養し、続いて小植物体の再生と回収を行った。RMIR1形質転換ベクターが形質転換されたRMIR1形質転換株、及び対照ベクターが形質転換されたベクターコントロール株に対して実施例1と同様の方法によりMi抵抗性の試験を行った。
(結果)
 結果を図4及び図5に示す。RMIR1形質転換体の評価値は、ベクターコントロールの評価値の平均に対する相対値として算出した。ベクターコントロール株の評価値は1.003±0.150、RMIR1形質転換体の評価値は0.510±0.056で、t検定の結果1%水準で有意差が検出された。この結果から、RMIR1遺伝子がMi抵抗性形質の原因遺伝子であり、Mi抵抗性品種のRMIR1遺伝子をMi罹患性品種に導入することによって、Mi抵抗性が付与されることが実証された。
 本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (15)

  1.  以下の(a)~(c)で示すいずれかのアミノ酸配列を含むRMIR1ポリペプチド又はその断片を含む植物寄生性センチュウ防除剤。
      (a)配列番号13で示すアミノ酸配列、
      (b)配列番号13で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は
      (c)配列番号13で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列
  2.  以下の(d)~(f)で示すいずれかのアミノ酸配列を含むRKNR1ポリペプチド又はその断片をさらに含む、請求項1に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
      (d)配列番号1で示すアミノ酸配列、
      (e)配列番号1で示すアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列、又は
      (f)配列番号1で示すアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列
  3.  請求項1に記載のRMIR1ポリペプチド又はその断片をコードするRMIR1ポリヌクレオチドを含む、植物寄生性センチュウ防除剤。
  4.  前記RMIR1ポリヌクレオチドが以下の(g)~(j)で示すいずれかの塩基配列を含む、請求項3に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
      (g)配列番号14で示す塩基配列、
      (h)配列番号14で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、
      (i)配列番号14で示す塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列、又は
      (j)配列番号14で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列
  5.  請求項2に記載のRKNR1ポリペプチド又はその断片をコードするRKNR1ポリヌクレオチドをさらに含む、請求項3に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  6.  前記RKNR1ポリヌクレオチドが以下の(k)~(n)で示すいずれかの塩基配列を含む、請求項5に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
      (k)配列番号2で示す塩基配列、
      (l)配列番号2で示す塩基配列において1若しくは複数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列、
      (m)配列番号2で示す塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列、又は
      (n)配列番号2で示す塩基配列に相補的な塩基配列と高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列
  7.  請求項3に記載のRMIR1ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む、植物寄生性センチュウ防除剤。
  8.  前記植物寄生性センチュウがネコブセンチュウである、請求項1に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  9.  前記ネコブセンチュウが、イネネコブセンチュウ、サツマイモネコブセンチュウ、キタネコブセンチュウ、及びジャワネコブセンチュウからなる群から選択される、請求項8に記載の植物寄生性センチュウ防除剤。
  10.  請求項3~9のいずれか一項に記載の植物寄生性センチュウ防除剤を含む、植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体、又は前記ポリヌクレオチド若しくは前記発現ベクターを保持したその後代。
  11.  単子葉植物である、請求項10に記載の植物形質転換体又はその後代。
  12.  前記単子葉植物がイネ科植物である、請求項11に記載の植物形質転換体又はその後代。
  13.  前記イネ科植物が、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、トウモロコシ、サトウキビ、アワ、キビ、ヒエ、及びソルガムからなる群から選択される、請求項12に記載の植物形質転換体又はその後代。
  14.  遺伝子組換え体である、請求項10に記載の植物形質転換体又はその後代。
  15.  植物寄生性センチュウに対して抵抗性を有する植物形質転換体を製造する方法であって、
     請求項7に記載の発現ベクターを植物に導入する工程、及び
     前記発現ベクターが導入された植物を選択する工程
    を含む、方法。
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