用于改進植物對大豆孢囊線蟲的抗性的方法及其組合物技術

本公開屬于植物育種和遺傳學領域，具體地講本公開涉及大豆屬。更具體地，本發明專利技術涉及用于生產具有增強的對大豆孢囊線蟲的抗性的大豆植物種群的方法和組合物。所述方法使用與大豆孢囊線蟲抗性基因座連鎖的分子遺傳標記的檢測來選擇展示出增強的大豆孢囊線蟲抗性表型的植物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】序列表的并入序列表包含在創建于2015年5月15日的37,831字節(在MS-Windows中測量)名為“60233_PROV_SeqList.txt”的文件中，所述序列表包含76個核苷酸序列，同時通過USPTO的EFS系統提供并且以引用的方式整體并入本文。背景大豆(soybean；Glycinemax(L.)Merril)(大豆(Glycinemax)或大豆(soybean))作為植物油和蛋白質的主要來源是世界上種植的主要經濟作物之一(Sinclair和Backman,CompendiumofSoybeanDiseases,第3版.APSPress,St.Paul,MN,p.106(1989))。不斷增長的對低膽固醇和高纖維飲食的需求也增加了大豆作為保健食品的重要性。在美國，大豆產量由于疾病每年都在降低。每公頃的高產量是農民利潤率的關鍵，特別是在大豆低價格時期。由大豆疾病引起的經濟損失對農村經濟和城市地區相關工業的經濟都很重要。最終全世界的大豆市場都會感受到這些損失的影響。在美國，由于疾病的損失的估計值每年都有所變化，且隨著疾病不同而變化。在美國，1999年至2002年，大豆產量損失估計值在8百萬公噸至1千萬公噸范圍內(Wrather等,Online.PlantHealthProgressdoi:10:1094/PHP-2003-0325-01-RV)。最近在美國完成的一項三年研究估計，大豆孢囊線蟲(cystnematode)(大豆異皮線蟲(Heteroderaglycine))造成12.86億美元(1.286億蒲式耳)的年損失。大豆孢囊線蟲(SCN)，大豆異皮線蟲(HeteroderaglycinesIchinohe)是1954年在美國CastleHayne,N.C.在大豆上鑒定出的專性寄生蟲(Winstead等,PlantDis.Rep.,39:9-11(1955))。自發現以來，SCN已被公認為大豆中最具破壞性的害蟲之一。據報道，在種植大豆的幾乎所有的州中，它在若干個州造成了主要的生產問題，在中西部州中尤其具有破壞性。一般參見：Caldwell等Agron.J.,52:635-636(1960)；Rao-Arelli和Anand,Crop.Sci.,28:650-652(1988)；Baltazar和Mansur,SoybeanGenet.Newsl.,19:120-122(1992)；Concibido等,CropSci.34:240-246(1993)。例如，在艾奧瓦州SCN品種3滋生的地點，敏感的大豆栽培種具有比抗性栽培種低5.7-35.8％的種子產量(Niblack和Norton,PlantDis.,76:943-948(1992))。目前用于管理SCN的方法包括與非宿主作物(通常是玉米)輪作以降低SCN種群密度，使用SCN抗性栽培種使產量最大化，以及最近的SCN抗性栽培種輪作以最小化SCN種群的適應性。SCN占大豆總病害的大約40％，并且可導致顯著的產量損失(高達90％)。目前，最具成本效益的控制措施是作物輪作以及使用宿主植物抗性。雖然育種者已經成功地開發了SCN抗性的大豆品系，但由于抗性的復雜和多基因性質，育種既困難又耗時。抗性常常是品種特異性的，并且由于本領域中SCN種群的改變不能提供隨時間的穩定性。此外，當在不存在SCN的情況下種植時，許多抗性大豆變種帶來顯著的產量損失。在美國發現SCN后不久，就鑒定出了SCN抗性的來源(Ross和Brim,PlantDis.Rep.,41:923-924(1957))。一些品系(諸如Peking和植物引種(PI)PI88788)被迅速納入了育種計劃。由于Peking缺乏農學上不希望的性狀而被廣泛用作抗性來源，且Pickett是發布的第一個SCN抗性栽培種(Brim和Ross,CropSci.,6:305(1966))。SCN的野生種群是遺傳變異的。在20世紀60年代初，研究人員發現地理上不同的SCN種群在抗性大豆栽培種或植物引種(PI)上的繁殖能力各不相同。這些PI是來自大豆起源的東方(中國、日本和俄羅斯)的大豆近緣種。某些SCN抗性種群可以克服抗性栽培種的認識導致了SCN抗性的另外來源的廣泛篩選。目前，已知超過130個PI具有SCN抗性。線蟲學家和大豆育種者基于對栽培種Peking和Pickett以及亞洲PI88788和90763的兩個大豆植物引種的鑒別宿主試驗建議將這些變異的種群稱為“品種”(Golden等“Terminologyandidentityofinfraspecificformsofthesoybeancystnematode(Heteroderaglycines)”PlantDiseaseReporter.1970；54:544–546)。栽培種Lee被推薦為易于進行品種測定試驗的標準。經典的分類包括基于四個鑒別上的所有可能組合的16個品種(Riggs和Schmitt,“CompleteCharacterizationoftheRaceSchemeforHeteroderaglycines”JNematol.1988年7月；20(3):392-5)(參見表1)。表1：SCN品種分類SCN抗性或部分抗性根據Schmitt,J.Nematol.20:392-395(1988)中所闡述的方法通過比較所討論的植物與已知的SCN敏感的宿主Lee74來確定。在美國，SCN品種3被認為是中西部大豆生產州的突出品種，同時SCN品種1的流行正在增加。在東部海岸和沿密西西比接壤的地區，SCN品種2盛行。SCN品種流行率的類似轉變也發生在其他大豆生產地區，包括例如巴西。因此，開發賦予廣譜SCN品種抗性的大豆變種是很重要的。最近，引入了一種替代方案，大豆異皮線蟲(HG)型分類方案來表征SCN的野生種群(“ARevisedClassificationSchemeforGeneticallyDiversePopulationsofHeteroderaglycines.”Niblack等JNematol.2002年12月；34(4):279-88)。HG型分類利用七種植物引種(PI)作為“指示品系”(表2)(Niblack,“SoybeanCystNematodeManagementReconsidered,”PlantDiseases,89(10):1020-1026(2005))，這意味著它們是給定SCN種群的合適的宿主。然后基于觀察到的宿主“指示品系”的感染，將一系列指示編號分配給種群。例如，SCN品種1種群對應于HG2.5.7型種群(克服PI88788、PI209332和Cloud)。SCN品種2種群對應于HG1.2.5.7型(克服Peking、PI88788、PI209332和Cloud)，而SCN品種3種群對應于HG0型(有時為HG7型，意味著它不能克服(雌性指數大于10％)指示品系中的任一個或者僅克服Cloud)。表2：SCN種群的HG型分類概述本公開提供了用于產生具有增強的大豆孢囊線蟲抗性的大豆植物種群的方法，其包括：a.提供大豆植物的第一種群；b.在所述第一種群中檢測以20cM或更少與連鎖群B1上的大豆孢囊線蟲抗性基因本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于產生具有增強的大豆孢囊線蟲抗性的大豆植物種群的方法，所述方法包括：a.提供大豆植物的第一種群；b.在所述第一種群中檢測以20cM或更少與連鎖群B1上的大豆孢囊線蟲抗性基因座遺傳連鎖的遺傳標記的存在；c.從大豆植物的所述第一種群中選擇含有所述標記的一個或多個大豆植物；和d.由至少一種所述選擇的大豆植物生產后代種群。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.20 US 62/000,6041.一種用于產生具有增強的大豆孢囊線蟲抗性的大豆植物種群的方法，所述方法包括：a.提供大豆植物的第一種群；b.在所述第一種群中檢測以20cM或更少與連鎖群B1上的大豆孢囊線蟲抗性基因座遺傳連鎖的遺傳標記的存在；c.從大豆植物的所述第一種群中選擇含有所述標記的一個或多個大豆植物；和d.由至少一種所述選擇的大豆植物生產后代種群。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記以小于15cM與所述大豆孢囊線蟲抗性基因座遺傳連鎖。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記以小于10cM與所述大豆孢囊線蟲基因座遺傳連鎖。4.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接Glyma11g33160和BARCSOYSSR_11_1442的染色體區間內。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接Glyma11g33490和Glyma11g36970的染色體區間內。6.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接Glyma11g33910和Glyma11g37440的染色體區間內。7.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接Glyma11g34850和Glyma11g38050的染色體區間內。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接SEQIDNO.1和SEQIDNO.44的染色體區間內。9.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接SEQIDNO.11和SEQIDNO.44的染色體區間內。10.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記位于包含并側接SEQIDNO.11和SEQIDNO.39的染色體區間內。11.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測的遺傳標記選自由SEQIDNO.1-44組成的組中的至少一個。12.根據權利要求1所述的方法，其中所述大豆孢囊線蟲抗性基因座源自Peking栽培種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JR·陳，V·康西比多，S·庫珀，F·漢科克，I·胡西奇，J·萊德奧克斯，J·耶茨，葉湘海，
申請(專利權)人：孟山都技術公司，
類型：發明
國別省市：美國;US