NL9000773A - Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen. - Google Patents

Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen. Download PDF

Info

Publication number
NL9000773A
NL9000773A NL9000773A NL9000773A NL9000773A NL 9000773 A NL9000773 A NL 9000773A NL 9000773 A NL9000773 A NL 9000773A NL 9000773 A NL9000773 A NL 9000773A NL 9000773 A NL9000773 A NL 9000773A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
gene
plant
sequence
avirulence
sequence according
Prior art date
Application number
NL9000773A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Rijkslandbouwhogeschool
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=19856851&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NL9000773(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rijkslandbouwhogeschool filed Critical Rijkslandbouwhogeschool
Priority to NL9000773A priority Critical patent/NL9000773A/nl
Priority to DE69130660T priority patent/DE69130660T2/de
Priority to ES91907897T priority patent/ES2128318T3/es
Priority to AT91907897T priority patent/ATE174931T1/de
Priority to EP91907897A priority patent/EP0474857B1/en
Priority to EP98200559A priority patent/EP0874055A3/en
Priority to JP3507720A priority patent/JPH05505110A/ja
Priority to DK91907897T priority patent/DK0474857T3/da
Priority to CA002056439A priority patent/CA2056439A1/en
Priority to AU76845/91A priority patent/AU642252B2/en
Priority to PCT/NL1991/000052 priority patent/WO1991015585A1/en
Priority to IE108391A priority patent/IE911083A1/en
Priority to IE19990337A priority patent/IE990337A1/en
Priority to IL9773691A priority patent/IL97736A/xx
Priority to PT97230A priority patent/PT97230B/pt
Priority to IE111091A priority patent/IE911110A1/en
Publication of NL9000773A publication Critical patent/NL9000773A/nl
Priority to US08/199,984 priority patent/US5866776A/en
Priority to GR990400548T priority patent/GR3029461T3/el

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/37—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from fungi
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Harvester Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen, op de DNA-sequentie van een pathogeen (die codeert voor tenminste het gedeelte van het elicitor-eiwitmolecuul dat specifiek kan binden met receptor (r)) die bij deze werkwijze gebruikt kan worden.
Vele schimmels en bacteriën die voor planten pathogeen zijn hebben zich in de loop van de evolutie gespecialiseerd in slechts één gastheer-soort of soms slechts in een variëteit van die soort. Zo zijn er patho-geenrassen te vinden die slechts bepaalde cultivars van de gastheer koloniseren maar andere cultivars niet. In het laatste geval zijn cultivars resistent door middel van een snel induceerbaar afweermechanisme .
Om een geslaagde kolonisering van de plant uit te voeren moet het pathogeen het bestaande afweermechanisme van de plant ontwijken, onderdrukken of teniet doen. In genetische termen kunnen de specifieke ras-cultivar-interacties beschreven worden door een gen-om-gen-model, waarbij een eiwit-elicitormolecuul (e) gecodeerd door een avirulentie-gen (E) van het pathogeen interacteert met een receptor-eiwitmolecuul (r) gecodeerd door een resistentie-gen (R) van de plant en aldus het afweermechanisme in gang zet dat fenotypisch vaak zichtbaar wordt in de vorm van een overgevoeligheidsreactie ook wel bekend onder de naam hypersensitieve respons (HR): het lokaal doodgaan van enkele plantecellen waarmee tegelijkertijd het pathogeen te gronde gaat (De Wit, 1988).
De genetica van gen-om-gen-interacties is in de literatuur goed beschreven, vooral voor interacties tussen pathogene schimmels en planten (I.R. Crute, 1985). doch van de biochemische en de moleculaire mechanismen is nog vrij weinig bekend (De Wit, 1987. Collinge en Slusarenko, 1987)*
Een pathogeen dat het avirulentie-gen niet heeft of waarbij het avirulentie-gen niet tot expressie komt zet het afweersysteem van de gastheer niet in werking, zodat een geslaagde kolonisatie kan optreden: in dit geval is de gastheerplant vatbaar.
Er zijn diverse rasspecifieke avirulentie-genen gekloneerd uit diverse plant-pathogene bacteriën waarbij virulente rassen getransformeerd werden met genomische klonen van avirulente rassen en vervolgens werden getoetst voor avirulentie op plantgenotypes met het juiste resistentie-gen. (Staskawicz et al., '84, Staskawicz et al. '87.
Shintaku M.W. et al., ’89, Vivian et al. '89, Hitchin et al. '89) Deze wijze van isolatie van bacteriële avirulentiegenen is echter niet bruikbaar bij schimmel-avirulentiegenen vanwege de lage transformatie-effi-ciëntie en het gebrek aan geschikte kloneringssystemen zoals cosmide vectoren met een breed gastheergebied. De enige schimmel waarvoor een efficiënt transformatiesysteem met autonoom replicerende vectoren vastgesteld is, is Ustilago maydis (Leong, 1989).
Er zijn in het gehele plantenrijk pathogeen induceerbare plant-promotoren bekend die door alle pathogenen en door door pathogenen geproduceerde aspecifieke elicitoren geïnduceerd worden. Er zijn tevens dergelijke plantpromotoren bekend die daarbij slechts zeer lokaal en nooit systemisch tot expressie komen. Matton en Brisson (1989), bijvoorbeeld beschrijven de nucleotidevolgorde van een cDNA-kloon (pSTH-2) die overeenkomt met mRNA sequenties die specifiek in aardappel accumuleren na elicitatie (Marineau et al., 1987) alsmede een daaraan nauw verwante kloon pSTH-21 die grote gelijkenis qua aminozuurvolgorde vertoont met de cDNA-klonen die overeenkomen met de door elicitor en pathogeen geïnduceerde PR-proteïnen uit de erwt (42 %) (Fritensky et al. 1988) en uit peterselie (37 %) (Somssisch 1988). Matton en Brisson (1989) beschrijven eveneens de accumulatie van mRNA's die overeenkomen met de genoemde klonen pSTH-2 en pSTH-21 in diverse aardappelweefsels en in tomatenbladeren. Somssisch (1986) beschrijft hoe de de novo synthese van PR-(pathogenese gerelateerde) proteïnen in gekweekte peterseliecellen door behandeling met schimmelelicitor bereikt kan worden. In dit systeem wordt PR-proteïne-synthese voorafgegaan door mRNA synthese resulterend uit snelle en tijdelijke activering van de overeenkomstige genen. Dergelijke activering wordt eveneens bij intacte peterselieplanten waargenomen bij fungale infectie (Somssisch, 1988) en gaat gepaard met massale doch lokale mRNA accumulatie rond de infectieplaatsen.
Gevonden is nu dat planten een brede bescherming tegen pathogenen kan worden geboden door in het genetische materiaal van de plant die het resistentiegen (R) bevat tenminste een deel van een bijpassend avirulen-tiegen (E) van een pathogeen in te bouwen, welk gen (E) of deel daarvan codeert voor een elicitor-eiwit (e) of deel daarvan dat specifieke interactie vertoont met een afweer-receptor (r) van de plant, waarbij het gen (E) of deel daarvan zodanig wordt ingebouwd dat het wordt bestuurd door een door alle pathogenen induceerbare plantpromotor (P).
Van de pathogeen-induceerbare plantpromotor (P) wordt geeist, dat: a) deze door alle pathogenen en door pathogenen geproduceerde aspecifieke elicitoren geïnduceerd wordt; b) deze vrijwel alleen door pathogenen geïnduceerd kan worden en niet of nauwelijks geïnduceerd wordt door andere uitwendige prikkels; c) de genen die onder de controle van de promotor staan slechts zeer lokaal en nimmer systemisch tot expressie kunnen komen.
Voorbeelden van dergelijke plantpromotoren zijn in het hele plantenrijk bekend, zowel de monocotyle als de dicotyle planten bezitten dergelijke plantpromotoren. De hiervoor reeds beschreven plantpromotoren die tot de familie der Solanaceae en in het bijzonder tot het geslacht Lycoper-sicon of Solanum behoren zijn goede voorbeelden van dergelijke plantpromotoren.
Er is tevens een werkwijze gevonden voor het opsporen van een resistentiegen (R) uit een plant, waarvan het produkt (r) interactie vertoont met een specifiek elicitor-eiwitmolecuul (e) dat gecodeerd wordt door een avirulentiegen (E) van een pathogeen. Bij deze werkwijze wordt met behulp van het produkt van een avirulentiegen (E), een specifiek elicitor-eiwit (e) een resistentiegenprodukt (r) en vervolgens een resistentiegen (R) geïsoleerd. In principe kan deze werkwijze worden toegepast voor de isolatie van elk resistentiegenprodukt (r) en het coderende resistentiegen (R) wanneer het bijpassende avirulentiegen (E) en zijn produkt (e) bekend zijn. De werkwijze kan als volgt weergegeven worden; men maakt een cDNA-bank van een plant met het resistentiegen (R) in een expressievector waarbij het produkt van (R), de receptor (r), geproduceerd wordt. Men spoort een positieve kloon uit de cDNA-bibliotheek op door middel van binding van een specifiek elicitor-eiwitmolecuul (e) aan het receptoreiwit (r). Men maakt de binding (complexering van (e) aan (r) zichtbaar door (e) van een detecteerbaar label te voorzien. Deze positieve cDNA-kloon bevat de coderende sequentie voor het resistentiegen. Met deze cDNA-kloon kan het intakte gen (R) opgespoord worden uit de genomische bibliotheek voor de plant die het resistentiegen bevat. Met behulp van de cDNA of genomische kloon kan een plant zonder resistentiegen getransformeerd worden; positieve transformanten worden gescreend op het bezit van het resistentiegen door inoculatie (besmetting) met het desbetreffende pathogeen. Het gekloneerde gen (R) kan in planten worden ingebracht, hetzij door middel van genetische manipulatietechnieken hetzij door middel van kruising.
Bij aanwezigheid van het resistentiegen (R) in de plant die beschermd moet worden tegen pathogenen is het slechts nodig voor het verkrijgen van de resistentie volgens de werkwijze van de vinding het overeenkomstige avirulentiegen (E) van het gen-om-gen model in de plant te brengen in de vorm van een DNA-sequentie, die tenminste de sequentie van een van een pathogeen afkomstig avirulentiegen (E) dat voor een specifiek elicitoreiwitmolecuul (e) codeert en een door alle pathogenen induceerbare plantpromotor (P) omvat, zodanig dat de sequentie die voor het produkt van gen (E) codeert onder regulatie staat van de plantpromotor (P).
Tegen het tweecomponentensensorsysteem volgens de uitvinding, dat enerzijds de component resistentiegen (R) en anderzijds avirulentiegen (E) gekoppeld aan plantpromotor (P) omvat, kan niet snel resistentie optreden omdat aspecifieke, door alle pathogenen induceerbare plantpromotoren gebruikt worden om de expressie van het voor het pathogeen dodelijke avirulentiegen (E) te induceren. De eigenschap van deze pathogeen-induceerbare plantpromotoren dat ze de expressie van het achterliggende gen slechts zeer lokaal induceren is essentieel bij combinatie met een avirulentiegen volgens de uitvinding, aangezien daardoor slechts een zeer beperkt aantal plantecellen tengevolge van de in werking gezette hypersensitieve respons te gronde gaan. Mocht deze promotor niet slechts lokaal induceerbaar zijn dan zal dit het te gronde gaan van de gehele plant tot gevolg hebben hetgeen uiteraard niet gewenst wordt.
Doordat het tweecomponentensensorsysteem volgens de uitvinding met elk avirulentiegen-resistentiegencombinatie kan worden uitgevoerd in elke plant waarin het avirulentiegen en het resistentiegen tot expressie gebracht kunnen worden, is het zeer breed inzetbaar tegen vele zo niet alle pathogenen uit het plantenrijk.
Het tweecomponentensensorsysteem biedt een oplossing bij uitstek om het gebruik van de nu frequent tegen pathogenen toegepaste bestrijdingsmiddelen terug te dringen. Dit zal op termijn het milieu voor een groot deel van deze middelen kunnen ontlasten.
Hieronder volgt bij wijze van voorbeeld een beschrijving van de bereiding van een tweecomponentensensorsysteem volgens de werkwijze van de vinding, waarbij men als avirulentiegen een avirulentiegen van Cladosporium fulvum (met name het A9 avirulentiegen) toepast in combinatie met het daarbij behorende resistentiegen Cf9 dat van nature in een tomaatcultivar aanwezig is. Dit tweecomponentensensorsysteem kan in ieder geval door middel van kruising in het geslacht Lycopersicon en een deel van de familie van de Solanaceae worden verspreid en desgewenst via genetische manipulatietechnieken daarin of in andere families worden ingebouwd. Er zijn diverse door schimmel gecodeerde rasspecifieke elicitormoleculen geïdentificeerd die necrose induceren op tomaat-cultivars met de overeenkomstige resistentiegenen (De Wit en Spikman 1982; De Wit et al. 1985)· Een dergelijk rasspecifiek elicitormolecuul, het produkt van avirulentiegen A9 is tot homogeniteit gezuiverd. Het gezuiverde eiwit induceerde snelle en lokale necrose wanneer het in bladeren van tomategenotypen die het resistentiegen Cf9 bevatten, werd geïnjecteerd. In genotypen die andere Cf-genen bevatten vond dit niet plaats. De aminozuurvolgorde van het gezuiverde elicitormolecuul werd bepaald (Scholtens-Toma en De Wit 1988). Het elicitormolecuul werd gevormd bij alle compatibele interacties tussen tomaat-C. fulvum, waarbij rassen van schimmels betrokken waren die avirulent waren op tomaat Cf9 genotypes, echter bij geen enkele interactie waarbij rassen van schimmels betrokken waren, die virulent zijn op Cf9 genotypes (Schol tens-Torna et al. 1989)· Teneinde het mRNA te detecteren dat voor het necrose inducerende eiwit codeerde, werden 4 oligonucleotideprobes gesynthetiseerd die afgeleid waren van de aminozuursequentie (Fig. 1). De oligonucleotiden bevatten hetzij mengsels van nucleotiden (zoals in probe B) of inosinen (zoals in probe D) of een combinatie van beide (zoals in probes A en C). Alle vier oligonucleotiden werden aan de 5'“ uiteinden gelabeld en gehybridiseerd met identieke Northern Blots die gelijke hoeveelheden poly(A)-RNA bevatten afkomstig uit gezonde tomateplanten, in vitro gekweekte C.fulvum en 3 verschillende compatibele tomaat-C.fulvum interacties. Fig. 2 toont dat probe B specifiek hybridiseerde met een mRNA van ongeveer 600 nucleotiden dat bij twee compatibele interacties aanwezig was, namelijk: cultivar Cf4/ras 4 (kolom 3) en cultivar Cf5~ras 5 (kolom 4). Dit mRNA werd noch bij tomateplanten die niet geïnfecteerd waren (kolom 1), noch bij in vitro gekweekte C. fulvum (kolom 2) gevonden. Er werd eveneens geen hybridisatie waargenomen bij de interactie van cultivar Cf5 met ras 2.4.5·9·11 (kolom 5) zoals verwacht kon worden voor een interactie van een ras dat virulent is op tomaat Cf9 genotypes. Er werd aldus geconcludeerd dat probe B mRNA voor het necrose inducerende eiwit detecteerde. Probes A, C en D detecteerden geen specifieke mRNA's zoals getoond in Fig. 2.
Oligonucleotideprobe B werd gebruikt in een primer-verlengings-proef. Het oligonucleotide werd aan het 5'-uiteinde gelabeld en gehybridiseerd met gelijke hoeveelheden poly(A)-RNA afkomstig uit compatibele interacties van cultivar Cf5 met hetzij ras 5 hetzij ras 2.4.5·9·11 (weergegeven in Fig. 1, kolommen 4 en 5 resp.). De primer werd verlengd met reverse transcriptase en de verlengingsprodukten werden geanalyseerd op een PAGE-gel. Fig. 3 toont dat een specifiek verlengingsprodukt gevormd werd op poly(A)-RNA afkomstig uit de interactie van cultivar
Cf5/ras 5 (kolom 1) echter niet op poly(A)-RNA afkomstig uit de interactie cultivar Cf5/ras 2.4.5·9*11 (kolom 2). De grootte van het verlen-gingsprodukt bedroeg ongeveer 270 nucleotiden hetgeen aanduidde dat A9 mRNA ongeveer 200 nucleotiden bezit voor de sequentie die voor het necrose inducerende eiwit codeert.
Poly(A)-RNA afkomstig uit de interactie Cf5/ras 5 (weergegeven in Fig. 2, kolom 4) werd toegepast om een cDNA bibliotheek in lambda gtll te bereiden. Er werd een bibliotheek verkregen die 100.000 onafhankelijke recombinanten bevatte. Het onderzoeken van filters die 5000 fagen bevatten met oligonucleotideprobe B dat aan het uiteinde gelabeld was resulteerde in de isolatie van twee mogelijke candidaten één die zwak hybridiseerde (faag A9-1), en één die beduidend beter hybridiseerde (faag A9~2). Beide fagen werden gezuiverd en het DNA ervan geïsoleerd. De faag DNA's werden gelabeld en gehybridiseerd aan blots die identiek waren aan de blot die in Fig. 2 getoond wordt. Faag A9~l hybridiseerde met een mRNA dat ongeveer 1500 nucleotiden bevatte, en in kleine hoeveelheid aanwezig was bij de drie interacties tussen tomaat- en C.fulvum. Deze faag bevatte geen cDNA dat overeenkwam met het mRNA dat waargenomen was in Fig. 2 en werd niet verder geanalyseerd.
Het gelabelde DNA van faag A9-2 hybridiseerde met een mRNA van ongeveer 600 nucleotiden dat slechts aanwezig was in de compatibele interacties cultivar Cf4/ras 4 en cultivar Cf5/ras 5 dat wil zeggen in een patroon overeenkomstig met de hybridisatie die met oligonucleotideprobe B werd waargenomen. Derhalve bevatte faag A9-2 een kopie van het mRNA dat voor het necrose inducerende eiwit codeert. Het cDNA dat in faag A9-2 aanwezig was werd gesubkloneerd en de sequentie werd bepaald. De insertie was 405 baseparen lang en kwam overeen met het 3'-uiteinde van het mRNA waaronder een poly(A)-staart van 20 nucleotiden. De insertie codeerde de gehele sequentie van het necrose inducerende eiwit en was omvat binnen een langer open reading frame. Uit de positie van de oligonucleotideprobe B in de DNA sequentie en de grootte van het primer-verlengingsprodukt werd geschat dat de insertie van kloon A9-2 ongeveer 110 baseparen van het 5'-uiteinde van het mRNA miste. Teneinde een cDNA-kloon met volledige lengte te verkrijgen werd met de cDNA-bibliotheek nogmaals onderzocht met een gelabelde RNA-probe die 70 nucleotiden van 5'-uiteinde van de insertie van kloon A9-2 bevatte. Drie verschillende fagen A9-3, A9~5 en A9-8 werden verkregen en de inserties daarvan werden gesubkloneerd en gesequenced. De sequentie van de drie klonen was volledig identiek aan de sequentie van kloon A9-2 in de overlappende gebieden. De 4 klonen bevatten poly(A)-staarten die op verschillende plaatsen in de sequentie aanvingen. Uit de primerverlengingsproef die in Fig. 3 wordt getoond werd afgeleid dat de grootste kloon (A9~3) ongeveer 35 nucleotiden miste. Derhalve werd een nieuwe primer ontworpen, die hybri-diseerde bij plaats 75~100. Deze primer werd gebruikt bij een primerverlengingsproef op poly{A)-RNA bij aanwezigheid van dideoxynucleotiden. Deze RNA-sequentie leidde tot de toevoeging van nog 2k nucleotiden voor de insertie van A9~3· Er werden nog andere eindprodukten waargenomen die 5-20 nucleotiden langer waren dan het hoofdverlengingsprodukt. De diverse eindprodukten van de primerverlenging werden niet veroorzaakt door afbraak van mRNA, aangezien een verlengingsproef met een primer voor een ander mRNA slechts één discreet verlengingsprodukt met de juiste grootte gaf. De sequentie van het A9 mRNA en de structuur van de overeenkomstige cDNA-klonen wordt getoond in Fig. k. De isolatie en karakterisatie van de cDNA-klonen onthulde dat het necrose inducerende eiwit gevormd wordt als een precursoreiwit van tenminste 63 aminozuren. Verrassenderwijs vertoonde de DNA sequentie een additioneel histidine-codon bij het C-uiteinde van de sequentie van het volwaardige elicitor-molecuul. Er was eerder beschreven dat het elicitormolecuul 27 aminozuren lang was (Scholtens-Toma en De Wit, 1988). Heronderzoek van de eiwitsequentiegegevens bevestigde echter de aanwezigheid van een extra histidine-residu of plaats 28. Dit residu was over het hoofd gezien tijdens de oorspronkelijke analyse van het eiwitsequentie vanwege een laag signaal dat met dit aminozuur verkregen wordt. Molecuulgewicht van het volwaardige A9 elicitor-eiwitmolecuul is 3189 Dalton.
Referenties 1. Collinge, D.B. and Slusarenko, A.J. 1987, Plant gene expression in response to pathogens,, Plant.Mol.Biol. 2.» 389-410 2. Crute I.R. (1985). The genetic basis of relationships between microbial parasites and their hosts. "Mechanisms of resistance to plant diseases", (Ed. Fraser R.S.S.), 80-142, M.Nijhoff/Dr.W.Junk Uitg.Mij., Dordrecht 3. De Wit P.J.G.M. and Spikman G. (1982), Physiol.Plant Pathol. 21, 1-11 4. Fristensky B., Horovitz D., and Hadwiger L.A. (1988). cDNA Sequences for pea disease resistance response genes. Plant Molecular Biology 11, 713-715 5. Hitchin F.E. et al. (1989) Physiol. Molec. Plant Pathol. 25» 335— 344.
6. Leong S.A. and Holden (1989), Annu.Rev.Phytopathol. 2£, 463-481.
7. Marineau, C., Matton D.P., and Brisson, N. 1987· Differential Accumulation of potato tuber mRNA’s during the hypersensitive response induced by arachidonic acid elicitor. Plant Mol.Biol. 2.» 335-342.
8. Matton D.P. en Brisson N. (1989). Cloning, expression, and sequence conservation of pathogenesis-related gene transcripts of potato. Molecular Plant-Microbe Interactions 2, 325“331· 9. Scholtens-Toma I.M.J. and De Wit P.J.G.M. (1988) Physiol.Molec. Plant Pathol. 22» 59“67 10. Scholtens-Toma I.M.J., De Wit G.J.M. en De Wit P.J.G.M. (1989) Neth.J. Plant Pathol. 25* suppl.l, 161-168.
11. Shintaku M.H. et al. (1989) Physiol. Molec.Plant Pathol. 25» 313“ 322.
12. Somssisch I.E., Schmelzer E., Bollmann J. and Hahlbrock K. 1986. Rapid activation by fungal elicitor of genes encoding "pathogenesis-related" proteins in cultured parsley cells. Proc.Natl. Acad.Sci. USA 82, 2427-2430.
13. Somssich I.E., Schmelzer E., Kawlleck P. en K. Hahlbrock (1988). Gene structure and in situ transcript localization of pathogenesis-related protein 1 in parsley. Molecular and General Genetics 213, 93—98.
14. Staskawicz B.J., DahlbeckD., Keen N.T. (1984) Proc.Natl.Acad.Sci. USA 81, 6024-6028.
15· Staskawicz B. et al. (1987) J.Bacter. 169. 5789-5794.
16. Vivian A. et al. (1989) Physiol. Molec. Plant Pathol. 25» 335-344.
17. de Wit P.J.G.M. en Hofman J.E. en Velthuis G.C.M. en Kuc J.A. 1985 - Plant fysiol vol. 77 blz. 642-647 Isolation and characterisation of an elicitor of nedrosis isolated from intercellular fluids of compatible interactions of clad* fulvum (syn. fulvia, fulva) and tomato.
18. de Wit P.J.G.M. - specificity of active resistance mechanisms in plant- fungus interactions in: "fungal infection of plants ed. G.F. Pegg en P.G. Ayres blz. 1 - 24 Cambr. University Press.

Claims (20)

1. DNA sequentie die tenminste de sequentie van een van een patho-geen afkomstig avirulentiegen (E) dat voor een specifiek elicitor-eiwit-molecuul (e) of een deel daarvan welk deel specifiek kan binden aan receptor (r) codeert en een door alle pathogenen induceerbare plantpromotor (P) omvat, zodanig dat de sequentie die voor het produkt van gen (E) codeert onder regulatie staat van de plantpromotor (P).
2. Sequentie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gen (E) bij plantpathogene schimmels voorkomt.
3· Sequentie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gen (E) bij plantpathogene bacteriën voorkomt.
4. Sequentie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gen (E) bij plantpathogene virussen voorkomt.
5. Sequentie volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het gen (E) bij Cladosporium fulvum voorkomt.
6. Sequentie volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat het gen (E) het bij C. fulvum voorkomend avirulentiegen A9 omvat.
7. Sequentie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat avirulentiegen A9 de nucleotidevolgorde omvat zoals weergegeven in Fig. 4.
8. Sequentie volgens conclusies 1-7. met het kenmerk, dat de plantpromotor plaatselijk en alleen tijdens de aanval door een pathogeen tot expressie komt.
9· Sequentie volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat men de plantpromotor kiest uit een dicotyle plant behorend tot de familie der Solanaceae.
10. Sequentie volgens conclusie 9» met het kenmerk, dat men de plantpromoter kiest uit een dicotyle plant behorend tot het geslacht Lycopersicon of Solanum.
11. Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen, met het kenmerk, dat men in het genetische materiaal van een plant, die een resistentiegen (R) bevat dat voor een receptor (r) van een elicitor-eiwitmolecuul (e) codeert en bij de interactie met (e) het natuurlijke afweermechanisme van de plant activeert waaronder de overgevoeligheidsreactie, een DNA-sequentie volgens conclusie 1 aanbrengt.
12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat men gen(R) in de plant heeft aangebracht.
13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat men het gen (R) door middel van een kruising heeft aangebracht.
14. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat men het gen (R) onder toepassing van genetische manipulatietechnieken heeft aangebracht.
15· Werkwijze volgens een of meer der conclusie 11-14, met het kenmerk, dat het resistentiegen (R) afkomstig is uit een plant waarvoor een bijpassend (interacterend) avirulentiegen (E) met zijn produkt (e) bestaat.
16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat men als resistentiegen (R) een resistentiegen (R) toepast dat voorkomt bij de familie der Solanaceae.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat men als resistentiegen (R) een resistentiegen (R) toepast dat voorkomt bij de soort Lycopersicon esculentum.
18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het resistentiegen (R) Cf9 is.
19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat het avirulentiegen (E) A9 is.
20. Plant beschermd tegen pathogenen volgens de werkwijze van de conclusies 11-18. Behoort bij octrooiaanvrage No. 90.00773 t.n.v. Rijkslandbouwuniversiteit Wageningen Wij zigingsblad Gaarne de onderstaande wijzigingen aanbrengen in de oorspronkelijk ingediende tekst: Blz. 8a aanvullen met: "19. De Wit, P.J.G.M. (1988) Elicitation of active resistance mechanisms. In: "Biology and molecular biology of plant-pathogen interactions". Ed. J. Bailey, NATO ASI Series, Vol. HI, blz. 1^9-169, Springer Verlag, Berlijn-Heidelberg" ; blz. 10, regel 19 "conclusies 11-18" moet zijn: "conclusies 11-19·"·
NL9000773A 1990-04-02 1990-04-02 Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen. NL9000773A (nl)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000773A NL9000773A (nl) 1990-04-02 1990-04-02 Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen.
ES91907897T ES2128318T3 (es) 1990-04-02 1991-03-27 Metodo para la proteccion de plantas contra patogenos.
CA002056439A CA2056439A1 (en) 1990-04-02 1991-03-27 Method for the protection of plants against pathogens
PCT/NL1991/000052 WO1991015585A1 (en) 1990-04-02 1991-03-27 Method for the protection of plants against pathogens
AT91907897T ATE174931T1 (de) 1990-04-02 1991-03-27 Verfahren zur beschützung von pflanzen gegen pathogene
EP91907897A EP0474857B1 (en) 1990-04-02 1991-03-27 Method for the protection of plants against pathogens
EP98200559A EP0874055A3 (en) 1990-04-02 1991-03-27 Method for the protection of plants against pathogens
JP3507720A JPH05505110A (ja) 1990-04-02 1991-03-27 植物の病原からの保護方法
DK91907897T DK0474857T3 (da) 1990-04-02 1991-03-27 Fremgangsmåde til beskyttelse af planter mod patogener
DE69130660T DE69130660T2 (de) 1990-04-02 1991-03-27 Verfahren zur beschützung von pflanzen gegen pathogene
AU76845/91A AU642252B2 (en) 1990-04-02 1991-03-27 Method for the protection of plants against pathogens
IE108391A IE911083A1 (en) 1990-04-02 1991-03-28 Method for the protection of plants against pathogens
IE19990337A IE990337A1 (en) 1990-04-02 1991-03-28 Method for the Protection of Plants against Pathogens
IL9773691A IL97736A (en) 1990-04-02 1991-03-31 Method for the protection of plants against pathogens
PT97230A PT97230B (pt) 1990-04-02 1991-04-02 Metodo para a proteccao de plantas contra patogenos mediante introducao de um gene de avirulenica ou uma sua porcao no genoma de uma planta
IE111091A IE911110A1 (en) 1990-04-02 1991-04-03 Method for the protection of plants against pathogens
US08/199,984 US5866776A (en) 1990-04-02 1994-02-22 Method for the protection of plants against pathogens
GR990400548T GR3029461T3 (en) 1990-04-02 1999-02-19 Method for the protection of plants against pathogens

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000773 1990-04-02
NL9000773A NL9000773A (nl) 1990-04-02 1990-04-02 Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000773A true NL9000773A (nl) 1991-11-01

Family

ID=19856851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9000773A NL9000773A (nl) 1990-04-02 1990-04-02 Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5866776A (nl)
EP (2) EP0474857B1 (nl)
JP (1) JPH05505110A (nl)
AT (1) ATE174931T1 (nl)
AU (1) AU642252B2 (nl)
CA (1) CA2056439A1 (nl)
DE (1) DE69130660T2 (nl)
DK (1) DK0474857T3 (nl)
ES (1) ES2128318T3 (nl)
GR (1) GR3029461T3 (nl)
IE (3) IE911083A1 (nl)
IL (1) IL97736A (nl)
NL (1) NL9000773A (nl)
PT (1) PT97230B (nl)
WO (1) WO1991015585A1 (nl)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5883076A (en) * 1990-05-25 1999-03-16 Washington State University Research Foundation, Inc. Systemin
US5378819A (en) * 1990-05-25 1995-01-03 Washington State University Research Foundation Systemin, an inducer of plant defense proteins, and methods of use
JPH07506485A (ja) * 1992-03-20 1995-07-20 マックス−プランク−ゲゼルシャフト　ズール　フェルデルング　デル　ヴィッセンシャフテン　エー　ファウ 真菌応答性キメラ遺伝子
FR2703054B1 (fr) * 1993-03-23 1995-06-16 Sanofi Elf Promoteur vegetal inductible au stress et cellules vegetales contenant une unite d'expression d'une proteine d'interet comprenant ledit promoteur.
EP0736097A1 (en) * 1993-12-24 1996-10-09 John Innes Centre Innovations Limited Plant pathogen resistance genes and uses thereof
US5981730A (en) 1994-04-13 1999-11-09 The General Hospital Corporation RPS gene family, primers, probes, and detection methods
JPH10500010A (ja) * 1994-05-11 1998-01-06 ジョン インズ センター イノベイションズ リミティド 植物において病原体耐性を誘導する方法
AUPN283495A0 (en) 1995-05-05 1995-06-01 Australian National University, The Plant promoter activated by fungal infection
US6100451A (en) * 1995-05-18 2000-08-08 Board Of Trustees Of The University Of Kentucky Pathogen-inducible regulatory element
US5981843A (en) * 1995-05-18 1999-11-09 Board Of Trustee Of The University Of Kentucky Elicitin-mediated plant resistance
DE19621572A1 (de) * 1996-05-29 1997-12-04 Max Planck Gesellschaft Lokalisierter Zelltod in Pflanzen
US6235974B1 (en) * 1996-12-05 2001-05-22 Cornell Research Foundation, Inc. Hypersensitive response induced resistance in plants by seed treatment with a hypersensitive response elicitor
US6392119B1 (en) 1997-01-24 2002-05-21 Dna Plant Technology Corporation Two component plant cell lethality methods and compositions
EP1006780A4 (en) * 1997-01-24 2005-03-09 Dna Plant Techn Corp PROCESS AND 2-COMPONENT COMPOSITIONS THAT INTRODUCE THE LETALITY OF PLANT CELLS
US6022739A (en) * 1997-07-09 2000-02-08 Washington State University Research Foundation, Inc. Systemin
KR20010041277A (ko) * 1998-02-25 2001-05-15 리차드 에이취 리저 벼 병원균 마그나포르테 그리시아로부터의 품종 특이성유전자 및 이들을 이용하는 방법
WO1999043823A1 (en) * 1998-02-26 1999-09-02 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Methods for enhancing disease resistance in plants
US6476292B1 (en) 1998-02-26 2002-11-05 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Methods for enhancing disease resistance in plants
JP2002505109A (ja) 1998-03-06 2002-02-19 シンジェンタ モーヘン ビー． ブイ． 植物における病原体抵抗性の誘導のための方法
WO1999058697A1 (en) * 1998-05-12 1999-11-18 Institute Of Molecular Agrobiology Disease resistant transgenic plants
US6156954A (en) * 1998-07-21 2000-12-05 The Salk Institute For Biological Studies Receptor-like protein kinase, RKN, and method of use for increasing growth and yield in plants
US6479731B1 (en) 1998-08-04 2002-11-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pi-ta gene conferring fungal disease resistance to plants
WO2000014260A1 (en) * 1998-09-03 2000-03-16 University Of Florida Methods for controlling viral diseases in plants
FR2791360B1 (fr) * 1999-03-22 2003-10-10 Aventis Cropscience Sa Promoteur inductible, comtii, gene chimere le comprenant et plantes transformees
FR2791359A1 (fr) * 1999-03-22 2000-09-29 Rhone Poulenc Agrochimie Promoteur inductible comtii, gene chimere le comprenant et plantes transformees
EP1041148A1 (en) * 1999-04-02 2000-10-04 Mogen International N.V. Pathogen inducible promoter
GB0006244D0 (en) * 2000-03-15 2000-05-03 Zeneca Ltd Method for combating attack and spread of fungal pathogens in plants
WO2001095724A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Eden Bioscience Corporation Methods of improving the effectiveness of transgenic plants
WO2002002787A1 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 Syngenta Limited Elicitor from cladosporium
JP2002325519A (ja) * 2000-09-07 2002-11-12 Japan Tobacco Inc 病害抵抗性植物及びその作出方法
JP2005502303A (ja) 2000-11-14 2005-01-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 植物病害抵抗性遺伝子特異性の修飾および変化した特異性を操作する方法
JP2004520048A (ja) 2001-01-29 2004-07-08 カーギル，インコーポレーテッド 真菌耐性トランスジェニック植物
EP1334979A1 (en) 2002-02-08 2003-08-13 Kweek-en Researchbedrijf Agrico B.V. Gene conferring resistance to Phytophthera infestans (late-blight) in Solanaceae
JP4552021B2 (ja) 2002-12-03 2010-09-29 財団法人名古屋産業科学研究所 病原菌応答性プロモータ
KR100559080B1 (ko) * 2003-10-02 2006-03-10 삼성에버랜드 주식회사 잔디 생장 촉진물질 및 잔디 생장 촉진물질의 검정 유전자
EP1781784A2 (en) 2004-08-02 2007-05-09 BASF Plant Science GmbH Method for isolation of transcription termination sequences
EP2455473B2 (en) 2007-02-01 2021-08-11 Enza Zaden Beheer B.V. Disease resistant plants
US10501754B2 (en) 2007-02-01 2019-12-10 Enza Zaden Beheer B.V. Disease resistant potato plants
US10787673B2 (en) 2007-02-01 2020-09-29 Enza Zaden Beheer B.V. Disease resistant Brassica plants
US11685926B2 (en) 2007-02-01 2023-06-27 Enza Zaden Beheer B.V. Disease resistant onion plants
WO2008092505A1 (en) 2007-02-01 2008-08-07 Enza Zaden Beheer B.V. Disease resistant plants
US8043242B2 (en) * 2008-06-16 2011-10-25 Thermotek, Inc. Method of and system for joint therapy and stabilization
DE102012003848A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Kws Saat Ag Pathogenresistente transgene Pflanze
RU2672335C2 (ru) 2013-07-22 2018-11-13 Шьенца Байотекнолоджис 5 Б.В. Гены, обеспечивающие устойчивость подсолнечника к ложной мучнистой росе
ES2886551T3 (es) 2014-06-18 2021-12-20 Enza Zaden Beheer Bv Plantas resistentes a Phytophthora pertenecientes a la familia Solanaceae
WO2018101824A1 (en) 2016-11-30 2018-06-07 Universiteit Van Amsterdam Plants comprising pathogen effector constructs
BR112020004147A2 (pt) 2017-08-29 2020-09-08 Scienza Biotechnologies 3 B.V. plantas de soja resistentes à phytophthora sojae

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477994B1 (en) * 1985-03-21 2001-06-13 Johnston, Stephen, Ph.D. Parasite-derived resistance
DE3856488D1 (de) * 1987-07-10 2001-10-11 Syngenta Participations Ag Induzierbare Virusresistenz bei Pflanzen
NL8800725A (nl) * 1988-03-23 1989-10-16 Mogen International N V En Rij Recombinant dna; getransformeerde microorganismen, plantecellen en planten; werkwijze voor het produceren van een polypeptide of eiwit m.b.v. planten of plantecellen; werkwijze voor het produceren van planten met virusresistentie.

Also Published As

Publication number Publication date
PT97230A (pt) 1991-12-31
ATE174931T1 (de) 1999-01-15
GR3029461T3 (en) 1999-05-28
JPH05505110A (ja) 1993-08-05
DE69130660D1 (de) 1999-02-04
EP0874055A3 (en) 1999-06-02
PT97230B (pt) 1998-07-31
EP0474857A1 (en) 1992-03-18
ES2128318T3 (es) 1999-05-16
IL97736A0 (en) 1992-06-21
EP0874055A2 (en) 1998-10-28
IL97736A (en) 2000-02-17
CA2056439A1 (en) 1991-10-03
WO1991015585A1 (en) 1991-10-17
AU642252B2 (en) 1993-10-14
IE911110A1 (en) 1991-10-09
IE990337A1 (en) 2000-11-15
AU7684591A (en) 1991-10-30
IE911083A1 (en) 1991-10-09
EP0474857B1 (en) 1998-12-23
DK0474857T3 (da) 1999-08-23
US5866776A (en) 1999-02-02
DE69130660T2 (de) 1999-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9000773A (nl) Werkwijze voor het beschermen van planten tegen pathogenen.
Huitema et al. Active defence responses associated with non‐host resistance of Arabidopsis thaliana to the oomycete pathogen Phytophthora infestans
Schäfer et al. Random primer dependent PCR differentiates aggressive from non‐aggressive isolates of the oilseed rape pathogen Phoma lingam (Leptosphaeria maculans)
EP0603216B1 (en) Biocidal proteins
Kim et al. Bacterial wilt disease: Host resistance and pathogen virulence mechanisms
Saitoh et al. Production of antimicrobial defensin in Nicotiana benthamiana with a potato virus X vector
Dellagi et al. cDNA-AFLP analysis of differential gene expression in the prokaryotic plant pathogen Erwinia carotovora
JP2000502254A (ja) 抗真菌タンパク質
Sävenstrand et al. Molecular markers for ozone stress isolated by suppression subtractive hybridization: specificity of gene expression and identification of a novel stress‐regulated gene
EP2268819B1 (de) Verfahren zur erzeugung einer breitband-resistenz gegenüber pilzen in transgenen pflanzen
Raacke et al. Yeast increases resistance in Arabidopsis against Pseudomonas syringae and Botrytis cinerea by salicylic acid-dependent as well as-independent mechanisms
US20210388376A1 (en) Plants and methods for controlling fungal plant pathogens
Zhan et al. Identification and characterization of putative effectors from Plasmodiophora brassicae that suppress or induce cell death in Nicotiana benthamiana
Shirasu et al. Signal transduction in plant immunity
Ton et al. The Arabidopsis ISR1 locus is required for rhizobacteria-mediated induced systemic resistance against different pathogens
Reimann-Philipp et al. The mechanism (s) of coat protein-mediated resistance against tobacco mosaic virus
EP1206557A2 (en) Plant defensin variants
Aseel et al. Evaluation of some defensin genes against ToMV in different tomato cultivars using pathogenesis related protein genes
Narusaka et al. High-throughput screening for plant defense activators using a β-glucuronidase-reporter gene assay in Arabidopsis thaliana
EP3825408A1 (en) Methods of multi-species insect pest control
Hormhuan et al. Enhancing of anthracnose disease resistance indicates a potential role of antimicrobial peptide genes in cassava
US20240084302A1 (en) RNAi TARGETING OF FUNGAL PATHOGEN TETRASPANIN PROTEINS
DE4442179C2 (de) Pathogenresistente Pflanzen und Verfahren zu ihrer Herstellung
Salamini Where do we go from this point
Chu et al. Isolation of salicylic acid-induced genes in Brassica napus by subtractive hybridization

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed