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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-26
(54)【発明の名称】植物の収量向上
(51)【国際特許分類】
C12N 15/29 20060101AFI20230919BHJP
C12N 15/82 20060101ALI20230919BHJP
A01H 6/54 20180101ALI20230919BHJP
A01H 5/00 20180101ALI20230919BHJP
【ＦＩ】
C12N15/29
C12N15/82 150Z
A01H6/54 ZNA
A01H5/00 A
C12N15/82 122Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023513566
(86)(22)【出願日】2021-08-30
(85)【翻訳文提出日】2023-04-21
(86)【国際出願番号】 EP2021073904
(87)【国際公開番号】W WO2022043559
(87)【国際公開日】2022-03-03
(31)【優先権主張番号】63/072,742
(32)【優先日】2020-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508020155
【氏名又は名称】ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｃａｒｌ－Ｂｏｓｃｈ－Ｓｔｒａｓｓｅ ３８， ６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ ａｍ Ｒｈｅｉｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クイ，ユンシン コリー
(72)【発明者】
【氏名】ディヤング，ブロディー ジョン
(72)【発明者】
【氏名】シュルタイス，ホルガー
【テーマコード（参考）】
2B030
【Ｆターム（参考）】
2B030AA02
2B030AB03
2B030AD05
2B030CA14
2B030CB02
(57)【要約】
本発明は、植物育種及び農法に関する。特に本発明は、特にダイズの植物収量を向上させるための材料及び方法に関する。好ましくはそのような向上は、例えば、ダイズさび菌による菌類病原体ストレス下で明らかとなる。本発明の方法は、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物を植物を栽培するステップを含む。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対照植物と比べて植物によって生産される収量を向上させる方法であって、i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物を提供するステップ、並びに
ii)植物を栽培するステップ
を含む方法。
【請求項2】
対照植物と比べて植物によって生産される収量を向上させる農法であって、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物の栽培を含み、植物の栽培中、1成長期あたりの殺有害生物剤(pesticide)処理の回数が対照植物と比べて少なくとも1回、好ましくは少なくとも2回減る農法。
【請求項3】
収量が、面積あたりのバイオマス、
面積あたりの穀粒質量、
面積あたりの種子質量
のうちの1つ以上である、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
収量が対照植物と比べて有害生物(pest)の存在下で増大される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
有害生物が、少なくとも1種の菌類有害生物、好ましくは生体栄養性菌又は半死体栄養性菌、より好ましくはさび菌、より好ましくは担子菌門の菌、さらにより好ましくはサビキン亜門の菌、さらにより好ましくはプクシニア菌綱(Pucciniomycetes)の菌、さらにより好ましくはサビキン目の菌、さらにより好ましくは、科が、チャコニア科(Chaconiaceae)、コレオスポリウム科(Coleosporiaceae)、クロナルティウム科(Cronartiaceae)、メランプソラ科(Melampsoraceae)、ミクロネゲリア科(Mikronegeriaceae)、ファコプソラ科(Phakopsoraceae)、ファラグミジア科(Phragmidiaceae)、ピレオラリア科(Pileolariaceae)、プクキニア科(Pucciniaceae)、プクキニアストルム科(Pucciniastraceae)、プクキニオシラ科(Pucciniosiraceae)、ラヴェネリア科(Raveneliaceae)、スフェロフラグミア科(Sphaerophragmiaceae)又はウロピキシダ科(Uropyxidaceae)の菌、さらにより好ましくは、属が、リゾクトニア属(Rhizoctonia)、マラヴァリア属(Maravalia)、オクロプソラ属(Ochropsora)、オリベア属(Olivea)、クリソミキサ属(Chrysomyxa)、コレオスポリウム属(Coleosporium)、ディアファノペリス属(Diaphanopellis)、クロナルチウム属(Cronartium)、エンドクロナルチウム属(Endocronartium)、ペリデルミウム属(Peridermium)、メランプソラ属(Melampsora)、クリソセリス属(Chrysocelis)、ミクロネゲリア属(Mikronegeria)、アルスリア属(Arthuria)、バチストプソラ属(Batistopsora)、ケロテリウム属(Cerotelium)、ダスツレラ属(Dasturella)、ファコプソラ属(Phakopsora)、プロスポジウム属(Prospodium)、アルスリオマイセス属(Arthuriomyces)、カテヌロスポラ属(Catenulopsora)、ゲルワシア属(Gerwasia)、ギムノコニア属(Gymnoconia)、ハマスポラ属(Hamaspora)、クエネオラ属(Kuehneola)、フラグミディウム属(Phragmidium)、トラキスポラ属(Trachyspora)、トリフラグニウム属(Triphragmium)、アテロカウダ属(Atelocauda)、ピエオラリア属(Pileolaria)、ラコスペルマイセス属(Racospermyces)、ウロミクラジウム属(Uromycladium)、アロズス属(Allodus)、ケラトコマ属(Ceratocoma)、クリソシクルス属(Chrysocyclus)、クミンシエラ属(Cumminsiella)、キストプソラ属(Cystopsora)、エンドフィラム属(Endophyllum)、ギムノスポランギウム属(Gymnosporangium)、ミヤギア属(Miyagia)、プッチニア属(Puccinia)、プッコルチジウム属(Puccorchidium)、ロエステリア属(Roestelia)、スフェノルチジウム属(Sphenorchidium)、ステレオストラツム属(Stereostratum)、ウロマイセス属(Uromyces)、ヒアロプソラ属(Hyalopsora)、メランプソレラ属(Melampsorella)、メランプソリジウム属(Melampsoridium)、ミレシア属(Milesia)、ミレシナ属(Milesina)、ナオヒデマイセス(Naohidemyces)、プッチニアストルム属(Pucciniastrum)、テコプソラ属(Thekopsora)、ウレジノプシス属(Uredinopsis)、チャルドニエラ属(Chardoniella)、ジエテリア属(Dietelia)、プッチニオシラ属(Pucciniosira)、ジオルチジウム属(Diorchidium)、エンドレシウム属(Endoraecium)、ケルンカムペラ属(Kernkampella)、ラヴェネリア属(Ravenelia)、スフェノスポラ属(Sphenospora)、アウストロプッチニア属(Austropuccinia)、ニッソプソラ属(Nyssopsora)、スフェロフラグニウム属(Sphaerophragmium)、ダシスポラ属(Dasyspora)、ロイコテリウム属(Leucotelium)、マクルロピキス属(Macruropyxis)、プロテヌス属(Porotenus)、トランツスケリア属(Tranzschelia)又はウロピキス属(Uropyxis)の菌、
さらにより好ましくは、種が、リゾクトニア・アルピナ(Rhizoctonia alpina)、リゾクトニア・ビコルニス(Rhizoctonia bicornis)、リゾクトニア・ブチニイ(Rhizoctonia butinii)、リゾクトニア・カラエ(Rhizoctonia callae)、リゾクトニア・カラオタエ(Rhizoctonia carotae)、リゾクトニア・エンドフィティカ(Rhizoctonia endophytica)、リゾクトニア・フロッコサ(Rhizoctonia floccosa)、リゾクトニア・フラガリアエ(Rhizoctonia fragariae)、リゾクトニア・フラキシニ(Rhizoctonia fraxini)、リゾクトニア・フロコッサ(Rhizoctonia fusispora)、リゾクトニア・グロブラリス(Rhizoctonia globularis)、リゾクトニア・ゴシピイ(Rhizoctonia gossypii)、リゾクトニア・ムネラチイ(Rhizoctonia muneratii)、リゾクトニア・パパヤエ(Rhizoctonia papayae)、リゾクトニア・クエルクス(Rhizoctonia quercus)、リゾクトニア・レペンス(Rhizoctonia repens)、リゾクトニア・ルビ(Rhizoctonia rubi)、リゾクトニア・シルベストリス(Rhizoctonia silvestris)、リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani)、
ファコプソラ・アンペロプシディス(Phakopsora ampelopsidis)、ファコプソラ・アポダ(Phakopsora apoda)、ファコプソラ・アルジェンチネンシス(Phakopsora argentinensis)、ファコプソラ・チェリモリアエ(Phakopsora cherimoliae)、ファコプソラ・チンゲンス(Phakopsora cingens)、ファコプソラ・コカ(Phakopsora coca)、ファコプソラ・クロトニス(Phakopsora crotonis)、ファコプソラ・ユービチス(Phakopsora euvitis)、ファコプソラ・ゴシッピー(Phakopsora gossypii)、ファコプソラ・ホルノティナ(Phakopsora hornotina)、ファコプソラ・ジャトロフィコラ(Phakopsora jatrophicola)、ファコプソラ・メイボミエ(Phakopsora meibomiae)、ファコプソラ・メリオスマエ(Phakopsora meliosmae)、ファコプソラ・メリオスマエ-ミリアンタエ(Phakopsora meliosmae-myrianthae)、ファコプソラ・モンタナ(Phakopsora montana)、ファコプソラ・ムスカジニアエ(Phakopsora muscadiniae)、ファコプソラ・ミルタセアルム(Phakopsora myrtacearum)、ファコプソラ・ニシダナ(Phakopsora nishidana)、ファコプソラ・オリエンタリス(Phakopsora orientalis)、ファコプソラ・パキリジ(Phakopsora pachyrhizi)、ファコプソラ・フィランチ(Phakopsora phyllanthi)、ファコプソラ・テクタ(Phakopsora tecta)、ファコプソラ・ウバ(Phakopsora uva)、ファコプソラ・ビティス(Phakopsora vitis)、ファコプソラ・ジジフィ-ブルガリス(Phakopsora ziziphi-vulgaris)、
プッチニア・アブルプタ(Puccinia abrupta)、プッチニア・アセトサエ(Puccinia acetosae)、プッチニア・アクナテリ-シビリチ(Puccinia achnatheri-sibirici)、プッチニア・アクロプチリ(Puccinia acroptili)、プッチニア・アクタエアエ-アグロピリ(Puccinia actaeae-agropyri)、プッチニア・アクタエアエ-エリミ(Puccinia actaeae-elymi)、プッチニア・アンティラヒニ(Puccinia antirrhini)、プッチニア・アルジェンタタ(Puccinia argentata)、プッチニア・アレーナテリ(Puccinia arrhenatheri)、プッチニア・アレーナテリコラ(Puccinia arrhenathericola)、プッチニア・アルテミシアエ-ケイスケアナエ(Puccinia artemisiae-keiskeanae)、プッチニア・アルトロクネミ(Puccinia arthrocnemi)、プッチニア・アステリス(Puccinia asteris)、プッチニア・アトラ(Puccinia atra)、プッチニア・アウクタ(Puccinia aucta)、プッチニア・バロッティフロラ(Puccinia ballotiflora)、プッチニア・バルトロメイ(Puccinia bartholomaei)、プッチニア・ビストルタエ(Puccinia bistortae)、プッチニア・カカバタ(Puccinia cacabata)、プッチニア・カルキトラパエ(Puccinia calcitrapae)、プッチニア・カルタエ(Puccinia calthae)、プッチニア・カルチコラ(Puccinia calthicola)、プッチニア・カリステギアエ-ソルダネラエ(Puccinia calystegiae-soldanellae)、プッチニア・カナリクラータ(Puccinia canaliculata)、プッチニア・カリシス-モンタナエ(Puccinia caricis-montanae)、プッチニア・カリシス-スチパタエ(Puccinia caricis-stipatae)、プッチニア・カルタミ(Puccinia carthami)、プッチニア・セリンテス-アグロピリナ(Puccinia cerinthes-agropyrina)、プッチニア・セサチイ(Puccinia cesatii)、プッチニア・クリサンテミ(Puccinia chrysanthemi)、プッチニア・ツィルクムダタ(Puccinia circumdata)、プッチニア・クラバタ(Puccinia clavata)、プッチニア・コレアテニアエ(Puccinia coleataeniae)、プッチニア・クロナタ(Puccinia coronata)、プッチニア・コロナチ-アグロスチジス(Puccinia coronati-agrostidis)、プッチニア・コロナチ-ブレヴィスポラ(Puccinia coronati-brevispora)、プッチニア・コロナチ-カラマグロスティディス(Puccinia coronati-calamagrostidis)、プッチニア・コロナチ-ホルデイ(Puccinia coronati-hordei)、プッチニア・コロナチ-ジャポニカ(Puccinia coronati-japonica)、プッチニア・コロナチ-ロンギスポラ(Puccinia coronati-longispora)、プッチニア・クロトノプシディス(Puccinia crotonopsidis)、プッチニア・シノドンティス(Puccinia cynodontis)、プッチニア・ダクチリディナ(Puccinia dactylidina)、プッチニア・ジエテリイ(Puccinia dietelii)、プッチニア・ディギタタ(Puccinia digitata)、プッチニア・ディスティンクタ(Puccinia distincta)、プッチニア・デュチアエ(Puccinia duthiae)、プッチニア・エマクラタ(Puccinia emaculata)、プッチニア・エリアンチ(Puccinia erianthi)、プッチニア・ユーパトリイ-コロンビアニ(Puccinia eupatorii-columbiani)、プッチニア・フラヴェンセンティス(Puccinia flavenscentis)、プッチニア・ガストロロビイ(Puccinia gastrolobii)、プッチニア・ゲイトノプレシイ(Puccinia geitonoplesii)、プッチニア・ギガンテア(Puccinia gigantea)、プッチニア・グレコマチス(Puccinia glechomatis)、プッチニア・ヘリアンティ(Puccinia helianthi)、プッチニア・ヘテロゲネア(Puccinia heterogenea)、プッチニア・ヘテロスポラ(Puccinia heterospora)、プッチニア・ヒドロコチレス(Puccinia hydrocotyles)、プッチニア・ヒステリウム(Puccinia hysterium)、プッチニア・インパティエンティス(Puccinia impatientis)、プッチニア・インペディタ(Puccinia impedita)、プッチニア・インポシタ(Puccinia imposita)、プッチニア・インフラ-エクアトリアリス(Puccinia infra-aequatorialis)、プッチニア・インソリタ(Puccinia insolita)、プッチニア・ジャスティシアエ(Puccinia justiciae)、プッチニア・クルグキスチアナ(Puccinia klugkistiana)、プッチニア・クネルスブラクテンシス(Puccinia knersvlaktensis)、プッチニア・ランタナエ(Puccinia lantanae)、プッチニア・ラテリチア(Puccinia lateritia)、プッチニア・ラチマンマ(Puccinia latimamma)、プッチニア・リベルタ(Puccinia liberta)、プッチニア・リットラリス(Puccinia littoralis)、プッチニア・ロバタ(Puccinia lobata)、プッチニア・ロファテリ(Puccinia lophatheri)、プッチニア・ロランチコラ(Puccinia loranthicola)、プッチニア・メンタエ(Puccinia menthae)、プッチニア・メセンブリアンテミ(Puccinia mesembryanthemi)、プッチニア・メイエリ-アルベルティ(Puccinia meyeri-albertii)、プッチニア・ミスキャンチ(Puccinia miscanthi)、プッチニア・ミスキャンチジイ(Puccinia miscanthidii)、プッチニア・ミクスタ(Puccinia mixta)、プッチニア・モンタネンシス(Puccinia montanensis)、プッチニア・モラタ(Puccinia morata)、プッチニア・モルチエリ(Puccinia morthieri)、プッチニア・ニティダ(Puccinia nitida)、プッチニア・エナンテス-ストロニフェラエ(Puccinia oenanthes-stoloniferae)、プッチニア・オペラタ(Puccinia operta)、プッチニア・オトゼニアニ(Puccinia otzeniani)、プッチニア・パトリニアエ(Puccinia patriniae)、プッチニア・ペンツテモニス(Puccinia pentstemonis)、プッチニア・ペルシステンス(Puccinia persistens)、プッチニア・フィロスタキディス(Puccinia phyllostachydis)、プッチニア・ピッティエリアナ(Puccinia pittieriana)、プッチニア・プラチスポラ(Puccinia platyspora)、プッチニア・プリッツェリアナ(Puccinia pritzeliana)、プッチニア・プロスチイ(Puccinia prostii)、プッチニア・シュードジギタタ(Puccinia pseudodigitata)、プッチニア・シュードストリイホルミス(Puccinia pseudostriiformis)、プッチニア・サイコトリアエ(Puccinia psychotriae)、プッチニア・プンクタタ(Puccinia punctata)、プッチニア・プンクティホルミス(Puccinia punctiformis)、プッチニア・レコンディタ(Puccinia recondita)、プッチニア・レイ-アンズラチ(Puccinia rhei-undulati)、プッチニア・ルペストリス(Puccinia rupestris)、プッチニア・セネキオニス-アクチホルミス(Puccinia senecionis-acutiformis)、プッチニア・セプテントリオナリス(Puccinia septentrionalis)、プッチニア・セタリアエ(Puccinia setariae)、プッチニア・シルバチカ(Puccinia silvatica)、プッチニア・スチピナ(Puccinia stipina)、プッチニア・ストバエアエ(Puccinia stobaeae)、プッチニア・ストリフォルミス(Puccinia striiformis)、プッチニア・ストリイホルモイデス(Puccinia striiformoides)、プッチニア・スチリジイ(Puccinia stylidii)、プッチニア・スブストリアタ(Puccinia substriata)、プッチニア・スズタケ(Puccinia suzutake)、プッチニア・テニアテリ(Puccinia taeniatheri)、プッチニア・タゲチコラ(Puccinia tageticola)、プッチニア・タナセチ(Puccinia tanaceti)、プッチニア・タタリノビイ(Puccinia tatarinovii)、プッチニア・テトラゴニアエ(Puccinia tetragoniae)、プッチニア・タリアエ(Puccinia thaliae)、プッチニア・スラスペオス(Puccinia thlaspeos)、プッチニア・チランジアエ(Puccinia tillandsiae)、プッチニア・チリテア(Puccinia tiritea)、プッチニア・トキエンシス(Puccinia tokyensis)、プッチニア・トレボウキシ(Puccinia trebouxi)、プッチニア・トリチキナ(Puccinia triticina)、プッチニア・ツブロサ(Puccinia tubulosa)、プッチニア・ツリパエ(Puccinia tulipae)、プッチニア・ツミジペス(Puccinia tumidipes)、プッチニア・トリギダ(Puccinia turgida)、プッチニア・ウリチカエ-アクタエ(Puccinia urticae-acutae)、プッチニア・ウルチカエ-アクチホルミス(Puccinia urticae-acutiformis)、プッチニア・ウルチカエ-カリシス(Puccinia urticae-caricis)、プッチニア・ウルチカエ-ヒルタエ(Puccinia urticae-hirtae)、プッチニア・ウルチカエ-インフラタエ(Puccinia urticae-inflatae)、プッチニア・ウルチカタ(Puccinia urticata)、プッチニア・ヴァギナタエ(Puccinia vaginatae)、プッチニア・ヴィルガタ(Puccinia virgata)、プッチニア・キサンチイ(Puccinia xanthii)、プッチニア・キサントシアエ(Puccinia xanthosiae)、プッチニア・ゾイシアエ(Puccinia zoysiae)の菌、
より好ましくは、種が、ファコプソラ・パキリジ、プッチニア・グラミニス(Puccinia graminis)、プッチニア・ストリフォルミス、プッチニア・ホルデイ(Puccinia hordei)又はプッチニア・レコンディタの菌、より好ましくは、属が、ファコプソラ属の菌、最も好ましくはファコプソラ・パキリジ
であるか、又はこれらを含む請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
植物が、作物植物、好ましくは双子葉植物、より好ましくはマメ目の植物、より好ましくはマメ科の植物、より好ましくはインゲン連の植物、より好ましくは、属が、ヤブマメ属、キマメ属、ナタマメ属、ジオクレア属、デイゴ属、ダイズ属、ラッカセイ属、レンリソウ属、レンズマメ属、エンドウ属、ソラマメ属、ササゲ属、インゲンマメ属又はシカクマメ属の植物、さらにより好ましくは、種が、ヤブマメ(Amphicarpaea bracteata)、キマメ(Cajanus cajan)、カナバリア・ブラジリエンシス(Canavalia brasiliensis)、タチナタマメ(Canavalia ensiformis)、ナタマメ(Canavalia gladiata)、ジオクレア・グランディフローラ(Dioclea grandiflora)、エリスリナ・ラティッシマ(Erythrina latissima)、テパリービーン(Phaseolus acutifolius)、アオイマメ(Phaseolus lunatus)、ファセオラス・マクラタス(Phaseolus maculatus)、シカクマメ(Psophocarpus tetragonolobus)、アズキ(Vigna angularis)、ケツルアズキ(Vigna mungo)、ササゲ(Vigna unguiculata)、グリシン・アルビカンス(Glycine albicans)、グリシン・アフィオノタ(Glycine aphyonota)、グリシン・アレナリア(Glycine arenaria)、グリシン・アルギレア(Glycine argyrea)、グリシン・カネスセンス(Glycine canescens)、グリシン・クランデスティナ(Glycine clandestina)、グリシン・クルバタ(Glycine curvata)、グリシン・シルトロバ(Glycine cyrtoloba)、グリシン・ドリコカルパ(Glycine dolichocarpa)、グリシン・ファルカタ(Glycine falcata)、グリシン・グラセイ(Glycine gracei)、グリシン・ヒルチカウリス(Glycine hirticaulis)、グリシン・ラクトヴィレンス(Glycine lactovirens)、グリシン・ラティフォリア(Glycine latifolia)、グリシン・ラトロベアナ(Glycine latrobeana)、グリシン・ミクロフィラ(Glycine microphylla)、グリシン・ペラトサ(Glycine peratosa)、グリシン・ピンダニカ(Glycine pindanica)、グリシン・プレニイ(Glycine pullenii)、グリシン・ルビギノーサ(Glycine rubiginosa)、グリシン・ステノフィタ(Glycine stenophita)、グリシン・シンデティカ(Glycine syndetika)、ボウコツルマメ(Glycine tabacina)、グリシン・トメンテラ(Glycine tomentella)、グリシン・グラシリス(Glycine gracilis)、ダイズ(Glycine max)、ダイズ×ツルマメ(Glycine max x Glycine soja)、ツルマメ(Glycine soja)の植物、より好ましくは、種がグリシン・グラシリス、ダイズ、ダイズ×ツルマメ、ツルマメの植物、最も好ましくは、種がダイズの植物である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
異種発現カセットが、a)恒常的に活性なプロモーター、
b)組織特異的又は組織優先的(tissue-preferred)プロモーター、
c)有害生物、好ましくは菌類有害生物への植物の曝露によって誘導可能なプロモーター
のいずれかに作動可能に連結された、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
栽培が少なくとも1000本の集団で行われる、好ましくは植物が野外で又は温室内で栽培される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
好ましくは植物が、自然の野外若しくは温室条件下、及び/又は低い有害生物圧(pest pressure)下で生育される、植物の収量を向上させるためのPti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子の使用。
【請求項10】
対照植物と比べて収量が向上した雑種植物を生産する方法であって、i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む第1の植物材料、並びに前記異種発現カセットを含まない第2の植物材料を提供するステップ、
ii)第1及び第2の植物材料の交配からF1世代を生産するステップ、並びに
iii)前記異種発現カセットを含むF1世代の1つ以上のメンバーを選抜するステップ
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、植物育種及び農法に関する。特に本発明は、植物収量を向上させるための材料及び方法に関する。好ましくはそのような向上は、菌類病原体ストレス下で明らか(visible)となる。
【背景技術】
【0002】
植物病原生物、特に菌類は、過去において作物収量の深刻な低下をもたらし、最悪の場合は飢餓に至った。単作は特に、流行病のような疾患の蔓延の影響を極めて受けやすくなる。これまで、病原生物は主に殺有害生物剤(pesticid)を使用して防除されてきた。現在、植物又は病原体の遺伝的性質を直接改変する可能性も人に開かれている。あるいは、菌類感染後の植物によって産生される天然に存在する殺菌剤(fungicide)を合成し、植物に対して適用してもよい。
【0003】
用語「抵抗性」は本明細書で使用される場合、植物病原体に起因する植物の1つ以上の疾患症状の非存在又は低減を指す。抵抗性は、一般的に、有害な病原体による侵襲及び定着(colonization)を防ぐ、又は少なくとも抑える植物の能力を言う。天然に存在する抵抗性には、植物病原生物による定着をかわす種々の機構が識別され得る(Schopfer及びBrennicke (1999) Pflanzenphysiologie、Springer Verlag、Berlin-Heidelberg、Germany)。
【0004】
抵抗性に関して、識別(a differentiation is made)は適合性相互作用と不適合性相互作用の間で行われる。適合性相互作用では、相互作用は病原性病原体と感受性植物の間で生じる。病原体は生き延び、生殖構造を構築し得る一方で、宿主は発育が著しく阻まれるか、又は死に絶える。一方、不適合性相互作用は、病原体が植物に感染するものの、症状の弱い出現の前か後に病原体の成長が阻害される場合に生じる(大部分はNBS-LRRファミリーの抵抗性(R)遺伝子の存在によって、以下参照)。後者の場合、植物はそれぞれの病原体に対して抵抗性である(Schopfer及びBrennicke、上記参照)。しかし、このタイプの抵抗性は、大部分はある特定の株又は病原体に対して特異的である。
【0005】
適合性相互作用でも不適合性相互作用でも、病原体に対する宿主の防御的及び特異的反応が生じる。しかし、実際は、病原体の新たな病原性レースの急速な進化的発達のために、この抵抗性は克服される場合が多い(Neuら (2003) American Cytopathol. Society、MPMI 16 No. 7: 626～633頁)。
【0006】
ほとんどの病原体は植物種特異的である。これは、病原体がある特定の植物種において疾患を誘発し得るが、他の植物種では誘発し得ないことを意味する(Heath (2002) Can. J. Plant Pathol. 24: 259～264頁)。ある特定の植物種の病原体に対する抵抗性は、非宿主抵抗性と呼ばれる。非宿主抵抗性は、植物病原体からの強い、広範で永続的な防御を提供する。非宿主抵抗性を提供する遺伝子は、非宿主植物においてある特定の疾患に対する強い、広範で永続的な防御の機会を提供する。特に、そのような抵抗性は病原体の種々の株に有効である。
【0007】
菌類は世界中に分布している。約100,000種類の異なる菌種がこれまでに知られている。それに関して、さび菌は非常に重要である。さび菌は、最大5つの異なる胞子期(不動精子、さび胞子、夏胞子、冬胞子及び担子胞子)を含む複雑な発育サイクルを有し得る。
【0008】
病原菌による植物の感染中、異なる段階が通常観察される。植物病原菌とその潜在的宿主植物の間の相互作用の第1段階は、菌による植物の定着に決定的である。感染の第1段階では、胞子が植物の表面に付着するようになり、発芽し、菌が植物に侵入する。菌は既存の出入口、例えば、気孔、皮目、排水組織及び創傷を介して植物に侵入し得るか、あるいは細胞壁消化酵素の助けを借りて、機械力の結果として植物表皮に直接侵入する。植物の侵入のための特異的感染構造が発達する。対抗するために、植物は物理的障壁、例えば、ワックス層、及び胞子発芽、菌糸成長又は侵入を阻害する抗菌作用を有する化合物を発達させた。
【0009】
ダイズさび病菌(soybean rust)ファコプソラ・パキリジ(Phakopsora pachyrhizi)は、植物表皮に直接侵入する。表皮細胞を通じて成長した後、菌は葉肉の細胞間隙に達し、そこで葉全体に広がり始める。栄養分を得るために、菌は葉肉細胞に侵入し、葉肉細胞内部に吸器を発生させる。侵入プロセス中、侵入された葉肉細胞の細胞膜は無傷のままでいる。これらの病原体が非常に大きな変異性(immense variability)を示し、それにより、新規の植物抵抗性機構及び新規の殺菌剤活性を、数年以内に、時として既に1回のブラジルの生育期のうちに克服することは、ファコプソラさび病菌(Phakopsora rust)の特に厄介な特徴である。
【0010】
フザリウム(Fusarium)種は、多くの重要な作物、例えば、トウモロコシ及びコムギを含む広範な植物種を襲う重要な植物病原体である。フザリウム種は、種子腐敗及び苗立枯病、並びに根腐れ、茎腐れ及び穂腐れを引き起こす。フザリウム属の病原体は、根、ヒゲ(silk)若しくは以前に感染した種子を介して植物に感染する、又は創傷若しくは天然の開口部及び亀裂を介して植物に侵入する。極めて短い確立期の後、フザリウム菌はマイコトキシン、例えば、トリコテセン、ゼアラレノン及びフザリン酸を感染宿主組織に分泌し始め、感染組織の細胞死及び解離をもたらす。死んだ組織を栄養として、菌は次いで感染植物を通じて伝播し始め、収穫された穀物の多大な収量損失及び品質の低下をもたらす。
【0011】
生体栄養性植物病原菌は、その栄養を生きている植物細胞の代謝に依存する。このタイプの菌は、多くのさび菌、うどん粉病菌、又はフィトフトラ属(Phytophthora)若しくはペロノスポラ属(Peronospora)のような卵菌病原体のような生体栄養性菌のグループに属する。死体栄養性植物病原菌は、その栄養を植物の死細胞に依存する(例えば、フザリウム属(Fusarium)、リゾクトニア属(Rhizoctonia)又はミコスフェレラ属(Mycospaerella)からの種)。ダイズさび病菌は中間位置を占める。ダイズさび病菌が表皮に直接侵入すると、侵入された細胞はすぐに壊死するようになる。しかし、侵入後、菌は偏性生体栄養性のライフスタイルに変化する。本質的にそのような感染戦略に従う生体栄養性菌類病原体のサブグループは、半死体栄養性(heminecrotrophic)である。
【0012】
収量は、様々な要因、例えば、植物器官の数及びサイズ、植物構造(例えば、枝の数)、充実種子又は穀粒の数、草勢、生育速度、根の発達、水及び栄養分の利用、並びにストレス耐性によって影響を受ける。これまで、菌類病原体に対して抵抗性である植物を作出するための取り組みが行われてきた。
【0013】
やや驚き失望することに、菌類抵抗性の向上は収量の向上に相関しないことが見出されている。特に、強い菌類抵抗性を確実にもたらす遺伝子でさえ収量を増大させることはできず、又は減少させることさえあり得る。常識並びに文献での推測及び断定に反して、菌類抵抗性の形質及び収量は、最良の場合互いに独立しているが、相殺することすら多い(このトピックに関する総説は、Ningら Balancing Immunity and Yield in Crop Plants Trends in Plant Science 22(12)、1069～1079頁を参照のこと)。しかし、農家は主に収量に関心があり、菌類感染に影響されない植物の程度は、収量が影響を受けない限り関心がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
故に、特に作物の植物収量を向上させる材料及び方法を提供すること、好ましくは、潜在的な菌類病原体ストレスにもかかわらず収量を増大させることが本発明の目的であった。特に、菌類病原体、好ましくはさび菌、最も好ましくはファコプソラ属(Phakopsora)のさび菌による感染条件下でさえも、ただし著しい感染圧力のない条件下でも、遺伝的に向上した収量の植物材料をもたらす材料及び方法を提供することが本発明の好ましい目的であった。
【課題を解決するための手段】
【0015】
現在、特定の遺伝子が植物、特に作物において収量向上をもたらすことが見出された。したがって、本発明の以下の教示は、その開示によって包含される。
【0016】
本発明は、対照植物と比べて植物によって生産される収量を向上させる方法であって、
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物を提供するステップ、並びに
ii)植物を栽培するステップ
を含む方法を提供する。
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物を提供するステップ、並びに
ii)植物を栽培するステップ
を含む方法を提供する。
【0017】
これに対応して、本発明は、植物の収量を向上させるための、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子の使用を提供する。
【0018】
本発明はまた、対照植物と比べて植物によって生産される収量を向上させる農法であって、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物の栽培を含み、植物の栽培中、1成長期あたりの殺有害生物剤処理の回数が対照植物と比べて少なくとも1回、好ましくは少なくとも2回減る農法を提供する。
【0019】
さらに、本発明は、対照植物と比べて収量が向上した雑種植物を生産する方法であって、
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む第1の植物材料、並びに前記異種発現カセットを含まない第2の植物材料を提供するステップ、
ii)第1及び第2の植物材料の交配からF1世代を生産するステップ、並びに
iii)前記異種発現カセットを含むF1世代の1つ以上のメンバーを選抜するステップ
を含む方法を提供する。
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む第1の植物材料、並びに前記異種発現カセットを含まない第2の植物材料を提供するステップ、
ii)第1及び第2の植物材料の交配からF1世代を生産するステップ、並びに
iii)前記異種発現カセットを含むF1世代の1つ以上のメンバーを選抜するステップ
を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
（配列の簡単な説明）
配列番号 nt/aa 説明
1 aa 人工のPti5様配列
2 aa 人工のCaSAR8.2A様配列
3 aa 人工のRLK2様配列
配列番号 nt/aa 説明
1 aa 人工のPti5様配列
2 aa 人工のCaSAR8.2A様配列
3 aa 人工のRLK2様配列
【0022】
（発明の詳細な説明）
本発明の技術的教示は、言語手段を使用して、特に科学的及び技術的用語を用いて本明細書に表される。しかし、言語手段は、詳細及び正確であり得るが、各表現には必然的に終わりがあるため、たとえ、教示を表現する複数の方法がある(それぞれは必然的に全ての概念関係を完全に表現することができない)という理由だけであっても、技術的教示の完全な内容に近づけることしかできないことを当業者は理解する。この点を念頭に置いて当業者は、文字による説明に固有の制約により、本発明が、必ずしも部分をもって全体を表すわけではない方法で本明細書に示された又は表現された個々の技術的概念の総和であることを理解する。特に、当業者は、例えば、3つの概念又は実施形態A、B及びCの開示が、概念A+B、A+C、B+C、A+B+Cという簡単な表記となるように、個々の技術的概念が、技術的に知覚できる限り、概念のそれぞれ可能性のある組合せの詳細な説明の省略として本明細書で表示されることを理解するであろう。特に、特徴の代替案は、代替物又はインスタンス化をまとめたリストの観点で本明細書に記載される。特に指示のない限り、本明細書に記載された本発明はそのような代替物の任意の組合せを含む。そのようなリストからのおおむね好ましい構成要素の選択は、本発明の一部であり、それぞれの特徴によって伝えられる利点(複数可)の最小限度の実現に対する当業者の好みによる。そのような複数の組み合わされたインスタンス化は、本発明の十分に好ましい形態となる。
本発明の技術的教示は、言語手段を使用して、特に科学的及び技術的用語を用いて本明細書に表される。しかし、言語手段は、詳細及び正確であり得るが、各表現には必然的に終わりがあるため、たとえ、教示を表現する複数の方法がある(それぞれは必然的に全ての概念関係を完全に表現することができない)という理由だけであっても、技術的教示の完全な内容に近づけることしかできないことを当業者は理解する。この点を念頭に置いて当業者は、文字による説明に固有の制約により、本発明が、必ずしも部分をもって全体を表すわけではない方法で本明細書に示された又は表現された個々の技術的概念の総和であることを理解する。特に、当業者は、例えば、3つの概念又は実施形態A、B及びCの開示が、概念A+B、A+C、B+C、A+B+Cという簡単な表記となるように、個々の技術的概念が、技術的に知覚できる限り、概念のそれぞれ可能性のある組合せの詳細な説明の省略として本明細書で表示されることを理解するであろう。特に、特徴の代替案は、代替物又はインスタンス化をまとめたリストの観点で本明細書に記載される。特に指示のない限り、本明細書に記載された本発明はそのような代替物の任意の組合せを含む。そのようなリストからのおおむね好ましい構成要素の選択は、本発明の一部であり、それぞれの特徴によって伝えられる利点(複数可)の最小限度の実現に対する当業者の好みによる。そのような複数の組み合わされたインスタンス化は、本発明の十分に好ましい形態となる。
【0023】
本明細書において、公開データベース、例えばUniprotやPFAMのエントリーを参照する場合、これらのエントリーの内容は2020年5月20日時点のものである。反対の記載がない限り、エントリーが核酸又はアミノ酸の配列情報を含んでいる場合、その配列情報は本明細書に組み込まれる。
【0024】
本明細書で使用される場合、「a」、「an」及び「the」のような単数及び単数形の用語は、内容が特に明確に指示しない限り複数の指示対象を含む。故に、例えば、用語「核酸(a nucleic acid)」の使用は場合により、実際問題として、その核酸分子の多くのコピーを含む。同様に、用語「プローブ」は場合により(及び典型的には)、多くの類似の又は同一のプローブ分子を包含する。また、本明細書で使用される場合、単語「含む(comprising)」又は変形形態、例えば「comprises」若しくは「comprising」は、述べられた要素、整数若しくはステップ、又は要素、整数若しくはステップの群の包含を意味するが、任意の他の要素、整数若しくはステップ、又は要素、整数若しくはステップの群の排除を意味しないと理解されるであろう。
【0025】
本明細書で使用される場合、用語「及び/又は」は、関連する列挙された項目のうちの1つ以上のありとあらゆる可能性のある組合せ、並びに代替(「又は」)で解釈される場合は組合せの欠如を指し、及び包含する。用語「含む(comprising)」は、用語「からなる(consisting of)」も包含する。
【0026】
測定可能な値、例えば質量、用量、時間、温度、配列同一性等の量に関連して使用される場合、用語「約」は、特定の値の±0.1％、0.25％、0.5％、0.75％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％又はさらには20％の変形形態及び特定の値を指す。故に、所与の組成物が「約50％X」を含むと記載されているならば、一部の実施形態では、組成物は50％Xを含むが、他の実施形態では、組成物は40％～60％Xの範囲(すなわち、50％±10％)を含み得ることが理解されるべきである。
【0027】
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子」は、核酸で具体化される場合、遺伝子産物、すなわちさらなる核酸、好ましくはRNAに転写され得、好ましくはペプチド又はポリペプチドに翻訳もされ得る生化学的情報を指す。該用語は故に、前記情報に類似する(resembling)核酸の部分及びそのような核酸の配列(本明細書では「遺伝子配列」とも呼ばれる)を示すのにも使用される。
【0028】
また、本明細書で使用される場合、用語「アレル」は、他の配列差異の存在に関係なく、野生型遺伝子配列と比べて遺伝子配列における1つ以上の特定の差異によって特徴付けられる遺伝子の変異を指す。本発明のアレル又はヌクレオチド配列変異体（バリアント）は、野生型遺伝子のヌクレオチド配列に対して、優先度の増加する順に、少なくとも30％、40％、50％、60％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％～84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％又は99％のヌクレオチド「配列同一性」を有する。それに対応して、「アレル」がペプチド又はポリペプチドを発現するための生化学的情報を指す場合、アレルのそれぞれの核酸配列は、それぞれの野生型ペプチド又はポリペプチドに対して、優先度の増加する順に、少なくとも30％、40％、50％、60％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％～84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％又は99％のアミノ酸「配列同一性」を有する。
【0029】
タンパク質又は核酸変異体（バリアント）は、親タンパク質又は核酸と比較した場合の、それらの配列同一性により定義することができる。配列同一性は、通常、「％配列同一性」又は「％同一性」として提供される。第1のステップで2種類のアミノ酸配列間の同一性パーセントを決定するために、それら2種類の配列間でペアワイズ配列アライメントを作成し、このとき、2種類の配列は、それらの完全長でアライメントされる（すなわち、ペアワイズ全域アライメント）。アライメントは、プログラムのデフォルトパラメータ（gapopen＝10.0、gapextend＝0.5及びmatrix＝EBLOSUM62）を用いて、好ましくはプログラム「NEEDLE」（欧州分子生物学オープンソフトウェアスイート（EMBOSS））を用いることにより、Needleman and Wunschアルゴリズム（J. Mol. Biol. (1979) 48, p. 443-453）を実装するプログラムを用いて、生成される。本発明の目的のために好ましいアライメントは、最高配列同一性を決定できるアライメントである。
【0030】
以下の例は、2種類のヌクレオチド配列を説明することを意図するが、同じ計算が、タンパク質配列に適用される：
Seq A：AAGATACTG 長さ：9塩基
Seq B：GATCTGA 長さ：7塩基。
Seq A：AAGATACTG 長さ：9塩基
Seq B：GATCTGA 長さ：7塩基。
【0031】
それ故、より短い配列は、配列Bである。
【0032】
それらの完全長にわたって両方の配列を示すペアワイズ全域アライメントの生成は、以下のものを生じる。
【0033】
アライメント中の「｜」記号は、同一の残基（DNAに関しては塩基又はタンパク質に関してはアミノ酸を意味する）を示す。同一残基の数は6である。
【0034】
アライメント中の「-」記号はギャップを示す。配列B内でアライメントにより導入されるギャップの数は、1である。配列Bの縁でアライメントにより導入されるギャップの数は2であり、配列Aの縁では1である。
【0035】
それらの完全長にわたってアライメントされた配列を示すアライメント長は、10である。
【0036】
本発明に従ってその完全長にわたってより短い配列を示すペアワイズアライメントの生成は、結果として、以下のものを生じる：
【0037】
本発明に従ってその完全長にわたって配列Aを示すペアワイズアライメントの生成は、結果として、以下のものを生じる：
【0038】
本発明に従ってその完全長にわたって配列Bを示すペアワイズアライメントの生成は、結果として、以下のものを生じる：
【0039】
その完全長にわたってより短い配列を示すアライメント長は、8である（1つのギャップが存在し、これは、より短い配列のアライメント長に含まれる）。
【0040】
したがって、その完全長にわたって配列Aを示すアライメント長は、9であり（配列Aが本発明の配列であることを意味する）、その完全長にわたって配列Bを示すアライメント長は、8である（配列Bが本発明の配列であることを意味する）。
【0041】
2つの配列をアライメントした後、第2のステップで、同一性値がアライメントから決定される。したがって、本開示にしたがって、以下の同一性パーセントの計算が適用される：
％同一性＝(同一残基/その完全長にわたって本発明の各配列を示すアライメント領域の長さ)*100
つまり、本発明に従う2つのアミノ酸配列の比較に関連する配列同一性は、その完全長にわたって本発明の各配列を示すアライメント領域の長さによって、同一残基の数を除算することにより、算出される。この値に100を乗じて、「％同一性」を与える。上記で提供された例に従えば、％同一性は：本発明の配列である配列Aについて(6/9)*100＝66.7％；本発明の配列である配列Bについて(6/8)*100＝75％である。
％同一性＝(同一残基/その完全長にわたって本発明の各配列を示すアライメント領域の長さ)*100
つまり、本発明に従う2つのアミノ酸配列の比較に関連する配列同一性は、その完全長にわたって本発明の各配列を示すアライメント領域の長さによって、同一残基の数を除算することにより、算出される。この値に100を乗じて、「％同一性」を与える。上記で提供された例に従えば、％同一性は：本発明の配列である配列Aについて(6/9)*100＝66.7％；本発明の配列である配列Bについて(6/8)*100＝75％である。
【0042】
用語「ハイブリダイゼーション」は、本明細書中で定義される場合、実質的に相補的なヌクレオチド配列が互いにアニーリングするプロセスである。ハイブリダイゼーションプロセスは、完全に溶液中で起こることができ、すなわち、両方の相補的核酸が溶液中にある。ハイブリダイゼーションプロセスはまた、一方の相補的核酸が磁性ビーズ、セファロースビーズ又はいずれかの他の樹脂などのマトリックスに固相化された状態で起こることもできる。ハイブリダイゼーションプロセスはさらに、一方の相補的核酸がニトロセルロース膜若しくはナイロン膜などの固体支持体に固相化されているか、又は、例えばフォトリソグラフィーにより、例えば、ケイ質ガラス（siliceous glass）支持体に固相化されている（後者は、核酸アレイ若しくはマイクロアレイ又は核酸チップとして知られる）状態で起こることができる。ハイブリダイゼーションを起こすために、核酸分子は一般的に、2本の一本鎖へと二本鎖を融解させるために、かつ/又は一本鎖核酸からヘアピン若しくは他の二次構造を除去するために、熱的又は化学的に変性される。
【0043】
用語「ストリンジェンシー」とは、ハイブリダイゼーションが起こる条件を意味する。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは、温度、塩濃度、イオン強度及びハイブリダイゼーションバッファー組成などの条件により影響を受ける。一般的に、低ストリンジェンシー条件は、規定されたイオン強度及びpHでの特異的配列に対する熱的融点（Tm）よりも約30℃低く選択される。中等度ストリンジェンシー条件は、温度がTmよりも20℃低い場合であり、高ストリンジェンシー条件は、温度がTmよりも10℃低い場合である。高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件は、典型的に、標的核酸配列に対して高い配列類似性を有するハイブリダイズ性配列を単離するために用いられる。しかしながら、核酸は、遺伝的コードの縮重に起因して、配列が逸脱しながらも実質的に同一のポリペプチドをコードする場合がある。したがって、中等度ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件が、一部の場合に、そのような核酸分子を同定するために必要であり得る。
【0044】
「Tm」は、規定されたイオン強度及びpHで、完璧にマッチするプローブに対して標的配列のうちの50％がハイブリダイズする温度である。Tmは、溶液条件並びにプローブの塩基組成及び長さに依存する。例えば、より長い配列は、より高い温度で特異的にハイブリダイズする。最大のハイブリダイゼーション速度は、Tmよりも約16℃から最大で32℃低い温度で得られる。ハイブリダイゼーション溶液中の一価カチオンの存在は、2つの核酸鎖の間の静電反発力を減少させ、それによりハイブリッド形成を促進し；この作用は、最大で0.4Mのナトリウム濃度で観察される（より高濃度ではこの作用は無視できる）。ホルムアミドは、ホルムアミド1％につき0.6～0.7℃、DNA-DNA及びDNA-RNA二重鎖の融解温度を低下させ、50％ホルムアミドの添加は、30～45℃でハイブリダイゼーションが起こるのを可能にするが、ハイブリダイゼーション速度は低下するであろう。塩基対ミスマッチは、ハイブリダイゼーション速度及び二重鎖の熱安定性を低下させる。平均して、大きなプローブに関して、Tmは塩基ミスマッチ1％当たり約1℃低下する。Tmは、ハイブリッドの種類に応じて、以下の方程式を用いて算出することができる：
・DNA-DNAハイブリッド（Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem., 138: 267-284, 1984）： Tm＝81.5℃＋16.6×log[Na+]{a}＋0.41×％[G/C{b}]－500×[L{c}]-1－0.61×％ホルムアミド
・DNA-RNA又はRNA-RNAハイブリッド：
Tm＝79.8＋18.5(log10[Na+]{a})＋0.58(％G/C{b})＋11.8(％G/C{b})2－820/L{c}
・オリゴDNA又はオリゴRNAdハイブリッド：
20ヌクレオチド未満に関して：Tm＝2({ln})
20～35ヌクレオチドに関して：Tm＝22＋1.46({ln})
ここで、
{a}又は他の一価カチオンに関して、0.01～0.4Mの範囲でのみ正確である。
{b} 30％～75％の範囲でのみ％GCに関して正確である。
{c} L＝二重鎖の塩基対の長さ。
{d} オリゴ：オリゴヌクレオチド；
{ln}：プライマーの有効長＝2×(G/Cの数)＋(A/Tの数)。
・DNA-DNAハイブリッド（Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem., 138: 267-284, 1984）： Tm＝81.5℃＋16.6×log[Na+]{a}＋0.41×％[G/C{b}]－500×[L{c}]-1－0.61×％ホルムアミド
・DNA-RNA又はRNA-RNAハイブリッド：
Tm＝79.8＋18.5(log10[Na+]{a})＋0.58(％G/C{b})＋11.8(％G/C{b})2－820/L{c}
・オリゴDNA又はオリゴRNAdハイブリッド：
20ヌクレオチド未満に関して：Tm＝2({ln})
20～35ヌクレオチドに関して：Tm＝22＋1.46({ln})
ここで、
{a}又は他の一価カチオンに関して、0.01～0.4Mの範囲でのみ正確である。
{b} 30％～75％の範囲でのみ％GCに関して正確である。
{c} L＝二重鎖の塩基対の長さ。
{d} オリゴ：オリゴヌクレオチド；
{ln}：プライマーの有効長＝2×(G/Cの数)＋(A/Tの数)。
【0045】
非特異的結合は、例えば、タンパク質含有溶液を用いるメンブレンのブロッキング、ハイブリダイゼーションバッファーへの異種RNA、DNA、及びSDSの添加、及びRNアーゼを用いる処理などの多数の公知の技術のうちのいずれか1種を用いて制御することができる。無関係なプローブに関して、一連のハイブリダイゼーションを、以下のうちの一方を変化させることにより行なうことができる：(i) アニーリング温度を徐々に低下させること（例えば、68℃から42℃まで）又は(ii) ホルムアミド濃度を徐々に低下させること（例えば、50％から0％まで）。当業者は、ハイブリダイゼーション中に変更することができ、かつストリンジェンシー条件を維持又は変化させるであろう様々なパラメータを知っている。
【0046】
ハイブリダイゼーション条件に加えて、ハイブリダイゼーションの特異性は、典型的には、ハイブリダイゼーション後の洗浄の機能にも依存する。非特異的ハイブリダイゼーションから生じるバックグラウンドを除去するために、サンプルは希釈塩溶液を用いて洗浄される。そのような洗浄の重要な因子は、最終洗浄溶液のイオン強度及び温度を含み：塩濃度が低いほど、及び洗浄温度が高いほど、洗浄のストリンジェンシーが高くなる。洗浄条件は、典型的に、ハイブリダイゼーションストリンジェンシーで、又はそれ以下のストリンジェンシーで行なわれる。陽性のハイブリダイゼーションは、バックグラウンドのシグナルの少なくとも2倍のシグナルを生じる。一般的に、核酸ハイブリダイゼーションアッセイ又は遺伝子増幅検出手順に関する好適なストリンジェント条件は、上記で説明される通りである。より高いか又はより低いストリンジェント条件もまた、選択することができる。当業者は、洗浄中に変更することができ、かつストリンジェンシー条件を維持又は変化させるであろう様々なパラメータを知っている。
【0047】
例えば、50ヌクレオチドよりも長いDNAハイブリッドに対する典型的な高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件は、65℃で1×SSC中又は42℃で1×SSC及び50％ホルムアミド中でのハイブリダイゼーション、及びそれに続く65℃で0.3×SSC中での洗浄を包含する。50ヌクレオチドよりも長いDNAハイブリッドに対する中等度ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件の例は、50℃で4×SSC中又は40℃で6×SSC及び50％ホルムアミド中でのハイブリダイゼーション、及びそれに続く50℃で2×SSC中での洗浄を包含する。ハイブリッドの長さは、ハイブリダイズ性核酸に対して予測される長さである。既知の配列の核酸をハイブリダイズさせる場合、ハイブリッドの長さは、配列をアライメントし、本明細書中に記載される保存された領域を特定することにより決定することができる。1×SSCは、0.15M NaCl及び15mMクエン酸ナトリウムであり；ハイブリダイゼーション溶液及び洗浄溶液は、5×デンハルト試薬、0.5～1.0％SDS、100μg/mL変性断片化サケ精子DNA、0.5％ピロリン酸ナトリウムをさらに含む場合がある。高ストリンジェンシー条件の別の例は、65℃で0.1％SDS及び任意により5×デンハルト試薬、100μg/mL変性断片化サケ精子DNA、0.5％ピロリン酸ナトリウムを含む0.1×SSC中でのハイブリダイゼーション、及びそれに続く65℃で0.3×SSC中での洗浄である。
【0048】
ストリンジェンシーのレベルを規定する目的のために、Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3rd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York 又は Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y.（1989及び年1回の改訂）を参照することができる。
【0049】
本明細書で使用する「核酸構築物」という用語は、一本鎖又は二本鎖のいずれかの核酸分子を指し、天然に存在する遺伝子から単離されるか、さもなければ天然には存在しない方法で核酸のセグメントを含むように改変されるか、又は合成されたものである。
【0050】
「核酸構築物」という用語は、核酸構築物がポリヌクレオチドの発現に必要な制御配列を含む場合、「発現カセット」という用語と同義である。
【0051】
用語「制御配列」又は「遺伝子調節エレメント」は、本明細書において、ポリヌクレオチドの発現（ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現を含むがこれに限定されない）に影響を及ぼすすべての配列を含むように定義される。各制御配列は、そのポリヌクレオチドに対して生来であっても外来であってもよく、又は互いに生来であっても外来であってもよい。かかる制御配列としては、限定するものではないが、プロモーター配列、5'-UTR（リーダー配列とも呼ばれる）、リボソーム結合性部位（RBS）、3'-UTR、並びに転写開始及び終止部位が挙げられる。
【0052】
調節エレメントに関する用語「機能的連結」又は「作動可能に連結された」は、調節エレメント(プロモーターを含むがこれに限定されない)と、発現される核酸配列及び、適切な場合さらなる調節エレメント(ターミネーターを含むがこれに限定されない)との、各調節エレメントがその意図された機能を果たして前記核酸配列の発現を可能にする、改変する、促進する又はさもなければ影響を与えることができるような方法での連続的配置を意味すると理解されるべきである。例えば、制御配列は、制御配列がポリペプチドのコード配列の発現を指示するようにポリヌクレオチド配列のコード配列に対して適切な位置に置かれる。
【0053】
「プロモーター」又は「プロモーター配列」は、遺伝子の上流に位置するヌクレオチド配列であり、その遺伝子の転写を可能にする遺伝子と同じ鎖上にある。一般的に、プロモーターの後には遺伝子の転写開始部位が続く。プロモーターは、転写を開始するRNAポリメラーゼ(任意の必要とされる転写因子と共に)によって認識される。プロモーターの機能的断片又は機能的変異体は、RNAポリメラーゼによって認識可能であり、転写を開始することができるヌクレオチド配列である。
【0054】
本明細書で使用される場合、用語「単離されたDNA分子」は、天然の又は自然の状態で通常はこれと結合する他の分子から少なくとも部分的に分離されたDNA分子を指す。用語「単離された」は、好ましくは、天然の又は自然の状態で通常はそのDNA分子に隣接する核酸の一部から少なくとも部分的に分離されたDNA分子を指す。故に、例えば組換え法の結果として、通常は結合しない調節配列又はコード配列に融合されたDNA分子は、本明細書において単離されているとみなされる。そのような分子は、宿主細胞の染色体に組み込まれるか又は他のDNA分子を含む核酸溶液に存在している場合、それらが天然の状態にないという点で単離されているとみなされる。
【0055】
当業者に周知の任意の数の方法を使用して、本明細書に開示されているようにポリヌクレオチド、又はその断片を単離及び操作することができる。例えば、特定の開始ポリヌクレオチド分子を増幅する、及び/又は元の分子の変異体を産生するのにポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術が使用されてもよい。ポリヌクレオチド分子、又はその断片は、他の手法によって、例えば、自動オリゴヌクレオチド合成機を使用して一般に行われているように、化学的手段により断片を直接合成して得ることもできる。ポリヌクレオチドは、一本鎖(ss)又は二本鎖(ds)であってもよい。「二本鎖(double-stranded)」は、一般的に生理学的に適切な条件下で、二本鎖核酸構造を形成するように十分に相補的な逆平行核酸鎖間で生じる塩基対合を指す。該方法の実施形態は、ポリヌクレオチドが、センス一本鎖DNA(ssDNA)、センス一本鎖RNA(ssRNA)、二本鎖RNA(dsRNA)、二本鎖DNA(dsDNA)、二本鎖DNA/RNAハイブリッド、アンチセンスssDNA、又はアンチセンスssRNAからなる群から選択される少なくとも1つであるものを含み、これらのタイプのいずれかのポリヌクレオチドの混合物が使用され得る。
【0056】
本明細書で使用される場合、核酸又はポリペプチドを指す場合の「組換え」は、例えばポリヌクレオチドの制限(restriction)及びライゲーション、ポリヌクレオチドオーバーラップ伸長、又はゲノム挿入若しくは形質転換による、組換え法のヒト適用の結果としてそのような物質が変化されていることを示す。遺伝子配列オープンリーディングフレームは、(a)そのヌクレオチド配列が、例えば(i)任意のタイプの人工核酸ベクターへのクローニング、又は(ii)元のゲノムの別の位置への移動若しくはコピーによって自然の状況以外の状況に存在するならば、或いは(b)ヌクレオチド配列が、野生型配列とは異なるように変異誘発されるならば、組換え型である。組換えという用語は、組換え物質を有する生物も指すことができ、例えば、組換え核酸を含む植物は組換え植物である。
【0057】
用語「トランスジェニック」は、異種ポリヌクレオチドを含む生物、好ましくは植物若しくはその一部、又は核酸を指す。好ましくは、異種ポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドが代々受け継がれるようにゲノム内に安定に組み込まれる。異種ポリヌクレオチドは、単独で又は組換え発現カセットの一部としてゲノムに組み込まれてもよい。「トランスジェニック」は、遺伝子型が異種核酸の存在によって変化されている任意の細胞、細胞系統、カルス、組織、植物の一部分又は植物(最初にそのように変化されたそれらのトランスジェニック生物又は細胞、並びに最初のトランスジェニック生物又は細胞からの交雑又は無性繁殖によって作出されたものを含む)を指すのに本明細書で使用される。「組換え」生物は、好ましくは「トランスジェニック」生物である。本明細書で使用する用語「トランスジェニック」は、従来の植物育種法(例えば、交配)、又は例えば、自家受精、ランダム交配、非組換えウイルス感染、非組換え細菌形質転換、非組換え転位若しくは自然突然変異等の自然発生する現象によるゲノム(染色体又は染色体外)の改変を包含しないことを意図する。
【0058】
本明細書で使用される場合、「変異誘発された(mutagenized)」は、遺伝物質中の変化が人間の行為によって誘発及び/又は選択された、対応する野生型生物又は核酸の遺伝物質の配列と比べて、その天然の遺伝物質の生体分子配列中に変化を有する生物又はその核酸を指す。変異した生物又はDNAを生成するために使用することができる人間による行為(human action)の例としては、EMSのような化学的変異原での処理及びその後の除草剤(複数可)での選択；又はX線による植物細胞の処理及びその後の除草剤(複数可)での選択によるものがあるが、これらに限定されない。当技術分野で公知の任意の方法を使用して突然変異を誘発することができる。突然変異を誘発する方法は、遺伝物質中のランダムな位置に突然変異を誘発してもよく、又は例えば遺伝子形成術(genoplasty)法を用いて、遺伝物質中の特定の位置に突然変異を誘発してもよい(すなわち、特異的変異誘発法であってもよい)。非特異的突然変異に加えて、本発明において、核酸は、特定の部位に対する選択性又はさらには特異性による変異誘発手段を使用して変異誘発し、それにより本発明に係る人工的に誘導された遺伝性のアレルを作出することもできる。そのような手段、例えばジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、メガヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALENS)(Malzahnら、Cell Biosci、2017、7:21頁)及び操作型crRNA/tracr RNA(例えばシングルガイドRNAとしての、又はデュアル分子ガイドを形成する改変型crRNA及びtracrRNA分子としての)を用いたclustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated nuclease(CRISPR/Cas)を含む、例えば部位特異的ヌクレアーゼ、並びにこのヌクレアーゼを使用して既知のゲノムの位置を標的にする方法は、当技術分野で周知である(Bortesi及びFischer、2015、Biotechnology Advances 33: 41～52頁;並びにChen及びGao、2014、Plant Cell Rep 33: 575～583頁による総説、並びにその中の参考文献を参照のこと)。
【0059】
本明細書で使用される場合、「遺伝子改変生物」(GMO)は、その遺伝的特性が、別の生物若しくは「供給源」生物由来の遺伝物質、又は合成遺伝物質若しくは改変された天然の遺伝物質を用いて、標的生物の形質転換をもたらすトランスフェクションを引き起こす人的労力によってもたらされた変化を含有する生物、或いは挿入された遺伝物質を保持するその子孫である生物である。供給源生物は、異なるタイプの生物であってもよく(例えば、GMO植物は細菌の遺伝物質を含有してもよい)、又は同じタイプの生物由来であってもよい(例えば、GMO植物は別の植物由来の遺伝物質を含有してもよい)。
【0060】
本明細書で使用される場合、「野生型」又は「対応する野生型植物」は、例えば変異誘発及び/又は組換え形態と区別される場合、それが通常生じる場合の典型的な形態の生物又はその遺伝物質を意味する。同様に、「対照細胞」、「野生型」、「対照の植物、植物組織、植物細胞、宿主細胞」とは、本明細書に開示される本発明の特定のポリヌクレオチドを欠く、植物、植物組織、植物細胞、宿主細胞をそれぞれ意図する。用語「野生型」の使用は、それ故に、植物、植物組織、植物細胞、又はその他宿主細胞がそのゲノムに組換えDNAを欠くこと、及び/又は本明細書に開示されたものと異なる真菌耐性特性を有しないことを意味するものではない。
【0061】
本明細書で使用される場合「子孫」は、任意の世代の植物を指す。後代又は子孫植物は、任意の雑種世代、例えば、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7等からであってもよい。一部の実施形態では、子孫又は後代植物は、第1世代、第2世代、第3世代、第4世代、第5世代、第6世代、第7世代、第8世代、第9世代、又は第10世代植物である。
【0062】
用語「植物」は、有機材料に関し、分類学上の植物界のメンバーである真核生物を包含することが意図されるため、本明細書においてその最も広い意味で使用され、例としては、単子葉植物及び双子葉植物、維管束植物、野菜、穀物、花、木、薬草、低木、草、つる植物、シダ、苔、菌類及び藻類等、並びに無性繁殖に使用される植物のクローン、横枝、及び部分(例えば、挿し穂、管(piping)、苗条、根茎、地下茎、群落(clump)、樹冠、球根、球茎、塊茎、根茎、組織培養で生産された植物/組織等)が挙げられるが、これらに限定されない。特に記載のない限り、用語「植物」は、植物全体、植物構成要素若しくは器官(例えば、葉、茎、根等)、植物組織、種子、植物細胞、及び/又はこれの後代のうちのいずれかを含む、植物全体、その任意の部分、又は植物に由来する細胞若しくは組織培養物を指す。植物細胞は、植物から採取された、又は植物から採取された細胞から培養を通じて得られた植物の生体細胞である。
【0063】
本発明の方法において特に有用な植物としては、上科緑色植物に属する全ての植物、特に単子葉植物及び双子葉植物が挙げられ、飼料又はマメ科牧草、観賞植物、食用作物、木又は灌木を含み、特に、カエデ属の種、マタタビ属の種、トロロアオイ属の種、サイザルアサ(Agave sisalana)、カモジグサ属の種、ハイコヌカグサ(Agrostis stolonifera)、ネギ属の種、ヒユ属の種、アンモフィラ・アレナリア(Ammophila arenaria)、パイナップル(Ananas comosus)、バンレイシ属の種、セロリ(Apium graveolens)、ラッカセイ属の種、パンノキ属の種、アスパラガス(Asparagus officinalis)、カラスムギ属の種(例えば、マカラスムギ(Avena sativa)、カラスムギ(Avena fatua)、アベナ・ビザンチナ(Avena byzantina)、アベナ・ファツア変種サティバ(Avena fatua var. sativa)、アベナ・ヒブリダ(Avena hybrida))、スターフルーツ(Averrhoa carambola)、ホウライチク属の種、トウガン(Benincasa hispida)、ブラジルナットノキ(Bertholletia excelsea)、サトウダイコン(Beta vulgaris)、アブラナ属の種(例えば、セイヨウアブラナ(Brassica napus)、ブラッシカ・ラパ属の種(Brassica rapa ssp.) [キャノーラ、アブラナ、ナタネ])、カダバ・ファリノサ(Cadaba farinosa)、チャノキ(Camellia sinensis)、ダンドク(Canna indica)、アサ(Cannabis sativa)、トウガラシ属の種、カレックス・エラータ(Carex elata)、パパイヤ(Carica papaya)、オオバナカリッサ(Carissa macrocarpa)、ペカン属の種、ベニバナ(Carthamus tinctorius)、クリ属の種、カポック(Ceiba pentandra)、エンダイブ(Cichorium endivia)、ニッケイ属の種、スイカ(Citrullus lanatus)、ミカン属の種、ココヤシ属の種、コーヒー属の種、サトイモ(Colocasia esculenta)、コーラ属の種、シナソ属の種、コリアンダー(Coriandrum sativum)、ハシバミ属の種、サンザシ属の種、サフラン(Crocus sativus)、カボチャ属の種、キュウリ属の種、アーティチョーク属の種、ノラニンジン(Daucus carota)、ヌスビトハギ属の種、リュウガン(Dimocarpus longan)、ヤマノイモ属の種、カキノキ属の種、ヒエ属の種、アブラヤシ属(Elaeis) (例えば、ギニアアブラヤシ(Elaeis guineensis)、アメリカアブラヤシ(Elaeis oleifera))、シコクビエ(Eleusine coracana)、テフ(Eragrostis tef)、エリアンサス属の種、ビワ(Eriobotrya japonica)、ユーカリ属の種、ピタンガ(Eugenia uniflora)、ソバ属の種、ブナ属の種、オニウシノケグサ(Festuca arundinacea)、イチジク(Ficus carica)、キンカン属の種、オランダイチゴ属の種、イチョウ(Ginkgo biloba)、ダイズ属の種(例えば、ダイズ(Glycine max)、ソヤ・ヒスピダ(Soja hispida)又はソヤ・マックス(Soja max))、ワタ(Gossypium hirsutum)、ヒマワリ属の種(例えば、ヒマワリ(Helianthus annuus))、ワスレグサ(Hemerocallis fulva)、フヨウ属の種、オオムギ属の種(例えばオオムギ(Hordeum vulgare))、サツマイモ(Ipomoea batatas)、クルミ属の種、レタス(Lactuca sativa)、レンリソウ属の種、レンズマメ(Lens culinaris)、アマ(Linum usitatissimum)、レイシ(Litchi chinensis)、ミヤコグサ属の種、トカドヘチマ(Luffa acutangula)、ルピナス属の種、オオスズメノヤリ(Luzula sylvatica)、トマト属の種(例えば、トマト(Lycopersicon esculentum)、リコペルシコン・リコペルシカム(Lycopersicon lycopersicum)、リコペルシコン・ピリフォルメ(Lycopersicon pyriforme))、マクロチロマ(Macrotyloma)属の種、リンゴ属の種、アセロラ(Malpighia emarginata)、マメイリンゴ(Mammea americana)、マンゴ(Mangifera indica)、イモノキ属の種、サポジラ(Manilkara zapota)、ムラサキウマゴヤシ(Medicago sativa)、シナガワハギ属の種、ハッカ属の種、ススキ(Miscanthus sinensis)、ニガウリ属の種、クロミグワ(Morus nigra)、バショウ属の種、タバコ属の種、オーリーブ属の種、ウチワサボテン属の種、オルニソバス属の種、イネ属の種(例えば、イネ(Oryza sativa)、オリザ・ラティフォリア(Oryza latifolia))、キビ(Panicum miliaceum)、スイッチグラス(Panicum virgatum)、パッションフルーツ(Passiflora edulis)、パースニップ(Pastinaca sativa)、チカラシバ属の種、ワニナシ属の種、パセリ(Petroselinum crispum)、クサヨシ(Phalaris arundinacea)、インゲンマメ属の種、オオアワガエリ(Phleum pratense)、ナツメヤシ属の種、ヨシ(Phragmites australis)、ホオズキ属の種、マツ属の種、ピスタチオ(Pistacia vera)、エンドウ属の種、イチゴツナギ属の種、ハコヤナギ属の種、プロソピス属の種、サクラ属の種、グアバ属の種、ザクロ(Punica granatum)、セイヨウナシ(Pyrus communis)、カシ属の種、ダイコン(Raphanus sativus)、ルバーブ(Rheum rhabarbarum)、スグリ属の種、トウゴマ(Ricinus communis)、キイチゴ属の種、サトウキビ属の種、ヤナギ属の種、ニワトコ属の種、ライムギ(Secale cereale)、ゴマ属の種、シロガラシ属の種、ナス属の種(例えば、ジャガイモ(Solanum tuberosum)、アカナス(Solanum integrifolium)又はトマト(Solanum lycopersicum))、モロコシ(Sorghum bicolor)、ホウレンソウ属の種、フトモモ属の種、タゲテス属の種、タマリンド(Tamarindus indica)、カカオ(Theobroma cacao)、ジャジクソウ属の種、イースタンガマグラス(Tripsacum dactyloides)、トリチコセケル・リンパウイ(Triticosecale rimpaui)、コムギ属の種(例えば、パンコムギ(Triticum aestivum)、デュラムコムギ(Triticum durum)、トリチカム・ツルギダム(Triticum turgidum)、トリチカム・ハイベルナム(Triticum hybernum)、トリチカム・マチャ(Triticum mach)、コムギ(Triticum sativum)、ヒトツブコムギ(Triticum monococcum)又はトリチカム・ブルガレ(Triticum vulgare))、トロパエオルム・ミヌス(Tropaeolum minus)、キンレンカ(Tropaeolum majus)、スノキ属の種、ソラマメ属の種、ササゲ属の種、ニオイスミレ(Viola odorata)、ブドウ属の種、トウモロコシ(Zea mays)、ワイルドライス(Zizania palustris)、ナツメ属の種、アマランサス、アーティチョーク、アスパラガス、ブロッコリー、芽キャベツ、キャベツ、キャノーラ、ニンジン、カリフラワー、セロリ、カラードグリーン、アマ、ケール、レンズマメ、ナタネ、オクラ、タマネギ、ジャガイモ、コメ、ダイズ、イチゴ、テンサイ、サトウキビ、ヒマワリ、トマト、カボチャ、チャ及び藻類を含むリストから選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、植物は作物植物である。作物植物の例としては、とりわけダイズ、ヒマワリ、キャノーラ、アルファルファ、ナタネ、ワタ、トマト、ジャガイモ又はタバコが挙げられる。
【0064】
本発明によれば、植物は、植物材料を産生するように栽培される。栽培条件は、植物を考慮して選択され、例えば、温室での生育、野外での生育、ハイドロカルチャー及び水耕栽培生育での生育のいずれかが挙げられ得る。
【0065】
以下に「収量向上植物」とも呼ばれる植物は、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む。現在、驚くべきことに、これらの遺伝子は、各プランテーション地域で確立された標準的な生育条件下でも、病原体曝露生育条件下、特に植物が生育する一般的な地域における菌類病原体蔓延下でも収量の向上を伝える得ることが見出されている。
【0066】
Pti5、SAR8.2又はRLK2遺伝子を含む植物は、以前に、特にWO2013001435、WO2014076614及びWO2014024102に記載されている。しかし、その文献は、収量の向上を何も示していない。その代わりに、その文献は菌類抵抗性の達成に重点を置いている。しかし、本明細書に示すように、菌類抵抗性は収量向上の予測因子にはならない。故に、これらの文献は、前述の遺伝子を含むある特定の植物に関する一般的な技術的背景のみを提供するが、本発明によって記載される任意の収量向上が達成され得ることは示唆していないか、又は可能性すら示していない。
【0067】
本発明の目的のために、Pti5遺伝子は、PFAMエントリーPF00847で説明され、Guら2002 The Plant Cell、14巻、817～831頁によって記載されているPti5 GCCボックスに結合する、特にapetala 2ドメインを含むタンパク質をコードする。好ましくは、Pti5遺伝子は、アミノ酸配列が配列番号1と少なくとも40%、より好ましくは少なくとも43%、より好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも58%、より好ましくは少なくとも67%、より好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも71%の配列同一性を有するタンパク質をコードし、好ましくは、配列番号1に対する配列同一性は最大で80%、より好ましくは最大で79%である。故に、対応するポリペプチド配列が、配列番号1と58～80%の配列同一性、より好ましくは配列番号1と67～79%の配列同一性を有するPti5遺伝子を発現する植物が特に好ましい。配列番号1は、アミノ酸配列アニーリング目的の鋳型として特異的に構築された人工アミノ酸配列であると理解されるべきである。該配列は故に、配列番号1のポリペプチドのPti5活性がここで示されていないという事実とは無関係に、Pti5遺伝子の同定に使用することができる。本発明による方法又は植物におけるPti5遺伝子として特に好ましいのは、以下のUniprot識別子によって定義されるアミノ酸配列のいずれかである: PTI5_SOLLC、M1AQ94_SOLTU、A0A2G3A6U8_CAPAN、A0A2G2XEI7_CAPBA、A0A2G3D5K5_CAPCH、A0A1S4BF73_TOBAC、A0A1U7WC00_NICSY、A0A1S4A5G9_TOBAC、A0A1J6J1M1_NICAT、A0A1S2X9U7_CICAR、G7IFJ0_MEDTR、A0A2K3KXT4_TRIPR、V7BQ20_PHAVU、A0A1S3VIX3_VIGRR、A0A0L9VF85_PHAAN、A0A445GQU3_GLYSO、A0A0R0G4Q5_SOYBN、A0A061GM02_THECC、A0A445I8U7_GLYSO、A0A0D2S2G5_GOSRA、A0A4P1QVV4_LUPAN、A0A151SAR8.21_CAJCA、A0A2J6MBZ7_LACSA、A0A2K3LDZ4_TRIPR、A0A2U1QDE9_ARTAN、A0A444WYK6_ARAHY。本発明によれば特に好ましいのは、Uniprot識別子PTI5_SOLLCによって示されたアミノ酸配列と少なくとも60%、より好ましくは少なくとも71%、より好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも79%、より好ましくは少なくとも82%、より好ましくは少なくとも90%の配列同一性を有するポリペプチドをコードするPti5遺伝子、及びそれらを発現する植物である。
【0068】
本発明の目的のために、SAR8.2遺伝子は、PFAMエントリーPF03058で説明されているSAR8.2ドメインを含む又はからなるタンパク質をコードする。好ましくは、SAR8.2遺伝子は、アミノ酸配列が配列番号2と少なくとも35%、より好ましくは少なくとも45%、より好ましくは少なくとも55%、より好ましくは少なくとも72%、より好ましくは少なくとも77%、より好ましくは少なくとも82%、より好ましくは少なくとも84%、より好ましくは少なくとも86%、より好ましくは少なくとも88%、より好ましくは少なくとも89%の配列同一性を有し、好ましくは配列番号2に対する配列同一性が最大で98%、より好ましくは最大で95%であるタンパク質をコードする。故に、特に好ましいのは、対応するポリペプチド配列が、配列番号1と72～98%の配列同一性、配列番号2とより好ましくは74～92%の配列同一性を有するSAR8.2遺伝子を発現する植物である。配列番号2は、アミノ酸配列アニーリング目的の鋳型として特異的に構築された人工アミノ酸配列であると理解されるべきである。該配列は故に、配列番号2のポリペプチドのSAR8.2活性がここで示されていないという事実とは無関係に、SAR8.2遺伝子の同定に使用することができる。本発明による方法又は植物におけるSAR8.2遺伝子として特に好ましいのは、以下のUniprot識別子によって定義されるアミノ酸配列のいずれかである: Q8W2C1_CAPAN、Q9SEM2_CAPAN、A0A2G2X990_CAPBA、Q947G6_CAPAN、Q947G5_CAPAN、A0A2G2X9U8_CAPBA、A0A2G3CEJ1_CAPCH、A0A2G2X931_CAPBA、M1BEK3_SOLTU、A0A3Q7J4M2_SOLLC、A0A2G2ZTB6_CAPAN、A0A2G3CRF6_CAPCH、A0A2G2W296_CAPBA、A0A2G2WZ87_CAPBA、M1BIQ9_SOLTU、M1D489_SOLTU、M1D488_SOLTU、A0A2G2ZQ02_CAPAN、A0A1S4AM24_TOBAC、A0A1U7XJ42_NICSY、A0A1S4CJX7_TOBAC。本発明によれば特に好ましいのは、Uniprot識別子Q8W2C1_CAPANによって示されたアミノ酸配列と少なくとも60%、より好ましくは少なくとも68%、より好ましくは少なくとも88%、より好ましくは少なくとも91%、より好ましくは少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチドをコードするSAR8.2遺伝子、及びそれらを発現する植物である。
【0069】
本発明の目的のために、RLK2遺伝子は、PFAMエントリーPF07714で説明されているタンパク質チロシンキナーゼドメインを含むタンパク質をコードする。好ましくは、RLK2遺伝子は、アミノ酸配列が配列番号3と少なくとも60%、より好ましくは少なくとも65%、より好ましくは少なくとも69%、より好ましくは少なくとも72%、より好ましくは少なくとも77%、より好ましくは少なくとも81%の配列同一性を有し、好ましくは配列番号3に対する配列同一性が最大で90%、より好ましくは最大で85%であるタンパク質をコードする。故に、特に好ましいのは、対応するポリペプチド配列が、配列番号1と66～90%の配列同一性、配列番号3とより好ましくは72～85%の配列の同一性を有するRLK2遺伝子を発現する植物である。配列番号3は、アミノ酸配列アニーリング目的の鋳型として特異的に構築された人工アミノ酸配列であると理解されるべきである。該配列は故に、配列番号3のポリペプチドのRLK2活性がここで示されていないという事実とは無関係に、RLK2遺伝子の同定に使用することができる。本発明による方法又は植物におけるRLK2遺伝子として特に好ましいのは、以下のUniprot識別子によって定義されるアミノ酸配列のいずれかである: Q9FLL2_ARATH、D7MIX9_ARALL、R0H5G6_9BRAS、V4LSN6_EUTSA、A0A0D3CT78_BRAOL、A0A397YSZ3_BRACM、A0A078JM18_BRANA、M4EI74_BRARP、A0A2J6M2D4_LACSA、A0A2U1NZW7_ARTAN、A0A251SV29_HELAN、A0A251T6I8_HELAN、A0A444ZYR1_ARAHY、I1K6K6_SOYBN、A0A445KRF2_GLYSO、A0A0S3T624_PHAAN、V7CJW2_PHAVU、A0A1S3VSF7_VIGRR、A0A061G564_THECC、A0A1R3IAA5_COCAP、A0A1R3GKT2_9ROSI、A0A0D2S045_GOSRA、A0A1U8LSG2_GOSHI、A0A1S3Z3A6_TOBAC、A0A1J6KIE1_NICAT、A0A1S4API7_TOBAC、A0A1U7VRW3_NICSY、A0A3Q7HTK8_SOLLC、A0A2G2XL26_CAPBA、A0A2G3AE00_CAPAN、M1AWD0_SOLTU、A0A2G3B3F6_CAPCH、M1A1Q9_SOLTU。本発明によれば特に好ましいのは、Uniprot識別子Q9FLL2_ARATHによって示されたアミノ酸配列と少なくとも55%、より好ましくは少なくとも72%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも87%、より好ましくは少なくとも92%の配列同一性を有するポリペプチドをコードするRLK2遺伝子、及びそれらを発現する植物である。
【0070】
本発明によれば、植物は、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される前記遺伝子を含む発現カセットを含む。本発明によれば、発現カセットは、各遺伝子及び遺伝子の発現に必要とされる制御配列を含む。好ましくは発現カセットは、少なくともプロモーター並びに、これに作動可能に連結されたPti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む。より好ましくは、発現カセットは、各遺伝子の下流に3'方向にターミネーターも含む。例示的な発現カセットは、例えば、前述の文献WO2013001435、WO2014076614及びWO2014024102に開示されており、特にそれぞれ、配列番号6、3及び10の配列を含むものである。それらの発現カセット及び対応する記載は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0071】
発現カセットは異種発現カセットである。本発明によれば、発現カセットは、以下の条件のいずれかが満たされるならば「異種」である: (1)遺伝子が、その野生型植物とは異なる配列を有するポリペプチドをコードする(それぞれ、Pti5、SAR8.2、RLK2); (2)遺伝子が、その野生型植物には存在しない又はその野生型植物では遺伝子に連結されないプロモーターの制御下にある; (3)発現カセットが、その野生型植物と比べて植物ゲノムの中の異なる遺伝子座に組み込まれている。故に、本発明により使用される収量向上植物は、好ましくはトランスジェニック植物である。さらに本発明による方法は、好ましくは、本質的に生物学的プロセス、例えば天然に見出される配偶子の交配を用いてもっぱら得られた植物を排除する。この好ましい排除には技術的な理由はないが、法律制定者及び声高なNGOをなだめることがもっぱら意図される。しかし、少なくとも1つのトランスジェニック植物と別の植物の交配及び選抜によって得られた植物は、子孫が異種発現カセットを含む限り好ましくは排除されない。
【0072】
植物は、適切な条件下で生育される。本発明による植物の生育は収量の向上をもたらし、生育は、好ましくは低い病原体圧(pathogen pressure)下にある。本発明を説明するために、用語「低い病原体圧」は、各用地における平均成長期の通常の病原体圧、より好ましくはマトグロッソ州における平均成長期の平均病原体圧を意味する。病原体圧がそのような低い病原体圧より高い場合、植物を殺菌剤で処理して可視病巣の数を非殺菌剤処理対照植物で観察されるものの半分以下に保つことが好ましい。しかし、下の実施例に示されるように、より高い病原体圧下でも収量が増大され得ることは本発明の利点である。当技術分野で確立されている、確立された適用可能な栽培法のいずれかを使用して植物が栽培される得ることは本発明の特定の利点である。故に、本発明は有利には、野外で及び温室内での生育を含む最も幅広い栽培条件下で適用可能な方法を提供する。故に、全ての病原体圧条件下で収量を向上させるための各遺伝子Pti5、SAR8.2及びRLK2の使用は、驚くべきことに汎用性がある。
【0073】
本発明によれば収量は、好ましくは、
- 面積あたりのバイオマス、
- 面積あたりの穀粒質量、
- 面積あたりの種子質量
のいずれか1つ以上である。
- 面積あたりのバイオマス、
- 面積あたりの穀粒質量、
- 面積あたりの種子質量
のいずれか1つ以上である。
【0074】
本明細書で使用される場合、「収量」は、土地単位あたりの収穫された農業生産の量を指す。収量は、面積あたりの総収穫バイオマス、面積あたりの総収穫穀粒質量、及び面積あたりの総収穫種子質量のいずれかであってもよい。収量は、任意の単位、例えば、ヘクタールあたりのメートルトン又はエーカーあたりのブッシェルによって測定される。収量は、収穫された材料の水分で調整され、収穫されたバイオマス、穀粒又は種子の水分が収穫時にそれぞれ測定される。例えば、ダイズ種子の水分は好ましくは15%である。
【0075】
上に記載されているように、収量向上は、対照植物によって得られた収量と比較して測定される。対照植物は、上で言及された発現カセットを欠く植物であるが、それ以外の点では同一の条件下で栽培される。収量の向上は、前記異種発現カセットを含まない同じ種又は、該当する場合、変種の対照植物と比べた、前記異種発現カセットを含む「収量向上植物」の収量によって決定される。
【0076】
「植物」の収量又は処理に言及がなされる場合、単一の対照植物と比べた単一の植物で収量を決定しない、又は処理を行わないことが好ましいと理解されるべきである。その代わりに、収量は、植物の集団、好ましくは野外で又は温室内で栽培される、好ましくは少なくとも1000本の集団から得られた収量によって決定される。最も好ましくは、その植物の少なくとも1haの単作地、及び対照植物の少なくとも1haの単作地の収量がそれぞれ決定される。それに対応して、処理は好ましくは植物のそのような集団で行われる。
【0077】
上記の利点を考慮して、本発明はまた、対照植物と比べて植物によって生産される収量を向上させる農法であって、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む植物の栽培を含み、植物の栽培中、1成長期あたりの殺有害生物剤処理の回数が対照植物と比べて少なくとも1回、好ましくは少なくとも2回減る前記農法も提供する。殺有害生物剤処理スキームは、植物生育の地域ごとに標準的な農業慣行の中で一般的に確立される。例えば、ブラジルでは、播種後8日目に1回目の殺菌剤処理をダイズ植物に適用し、播種後16日目に2回目の噴霧を適用することが慣例であり得る。他の地域では、スキームは単に生育時間によるのではなく、例えば、有害生物発生又は有害生物発生閾値超えを第一に考慮して実施されてもよい。成長期あたりの殺有害生物剤処理の回数が対照植物と比べて減らされ得ることは、本発明の特定の及び予期せぬ利点である。そのような処理の低減が収量を減らさずに可能であるだけでなく、その代わりに本発明による農法が、処理の低減にもかかわらず有利には収量の維持又は増大すらできるようにすることは、特に驚くべきことであった。これは、本発明によって提供される植物栽培の費用効率を大いに向上させる。当然ながら殺有害生物剤は、殺有害生物剤上の有効量で好ましくは適用される。
【0078】
本発明によれば、本明細書において提供される方法は、病原体(本明細書では「有害生物(pest)」とも呼ばれる)の非存在又は、より好ましくは存在下で、対照植物と比べて増大した収量を好ましくは提供する。本発明による収量増大は、植物栽培を導く様々な気象条件で達成され得るだけでなく、本発明による収量増大は、ほとんどの条件下でも一貫して見出されているということは、特有の利点(particular advantage)である。本発明によれば、「収量向上」という形質は故に、有害生物ストレス条件下で著しく快活(resilient)である。本発明によれば、有害生物誘発ストレス以外のストレス要因は、確立された栽培法によって好ましくは処理される。例えば、窒素飢餓ストレスは施肥によって好ましくは取り除かれ、水制限ストレスは灌漑によって好ましくは軽減される。
【0079】
本発明によれば有害生物は、好ましくは、少なくとも菌類有害生物、好ましくは生体栄養性若しくは半死体栄養性菌、より好ましくはさび菌であり、又は少なくとも菌類有害生物、好ましくは生体栄養性若しくは半死体栄養性菌、より好ましくはさび菌を含む。栽培中、植物が他の病原体、例えば線虫及び昆虫によるストレスの脅威にもさらされているならば、そのような他の有害生物は、それぞれの殺有害生物剤処理によって好ましくは処理される。故に、本発明によれば、好ましくは殺菌剤処理の回数は、他の殺有害生物剤処理に関係なく上記のように低減される。殺菌剤は、好ましくは殺菌有効量で適用される。殺菌剤は、他の殺有害生物剤及び、好ましくは殺虫剤、殺線虫剤、及び殺ダニ剤、除草剤、植物成長調整剤、肥料から選択される成分と混合されてもよい。好ましい混合パートナーは、殺虫剤、殺線虫剤及び殺菌剤である。植物の栽培中、1成長期あたりの殺菌剤処理の回数が対照植物と比べて少なくとも1回、好ましくは少なくとも2回減らすことが特に好ましい。殺菌剤としては、2-(チオシアネートメチルチオ)-ベンゾチアゾール、2-フェニルフェノール、8-ヒドロキシキノリン硫酸塩、アメトクトラジン、アミスルブロム、アンチマイシン、アンペロマイセス・クイスクアリス(Ampelomyces quisqualis)、アザコナゾール、アゾキシストロビン、枯草菌(Bacillus subtilis)、枯草菌株QST713、ベナラキシル、ベノミル、ベンチアバリカルブ-イソプロピル、ベンジルアミノベンゼンスルホン酸(BABS)塩、重炭酸塩、ビフェニル、ビスメルチアゾール、ビテルタノール、ビキサフェン、ブラストサイジン-S、ホウ砂、ボルドー液、ボスカリド、ブロムコナゾール、ブピリメート、多硫化カルシウム、カプタホール、カプタン、カルベンダジム、カルボキシン、カルプロパミド、カルボン、クラザフェノン(chlazafenone)、クロロネブ、クロロタロニル、クロゾリネート、コニオチリウム・ミニタンス(Coniothyrium minitans)、水酸化銅、オクタン酸銅、オキシ塩化銅、硫酸銅、硫酸銅(三塩基性)、酸化第一銅、シアゾファミド、シフルフェンアミド、シモキサニル、シプロコナゾール、シプロジニル、ダゾメット、デバカルブ、ジアンモニウムエチレンビス-(ジチオカルバメート)、ジクロフルアニド、ジクロロフェン、ジクロシメット、ジクロメジン、ジクロラン、ジエトフェンカルブ、ジフェノコナゾール、ジフェンゾクアットイオン(difenzoquat ion)、ジフルメトリム、ジメトモルフ、ジモキシストロビン、ジニコナゾール、ジニコナゾール-M、ジノブトン、ジノカップ、ジフェニルアミン、ジチアノン、ドデモルフ、酢酸ドデモルフ、ドジン、ドジン遊離塩基、エジフェンホス、エネストロビン、エネストロブリン、エポキシコナゾール、エタボキサム、エトキシキン、エトリジアゾール、ファモキサドン、フェナミドン、フェナリモル、フェンブコナゾール、フェンフラム、フェンヘキサミド、フェノキサニル、フェンピクロニル、フェンプロピジン、フェンプロピモルフ、フェンピラザミン、フェンチン、酢酸フェンチン、水酸化フェンチン、フェルバム、フェリムゾン、フルアジナム、フルジオキソニル、フルインダピル、フルモルフ、フルオピコリド、フルオピラム、フルオロイミド、フルオキサストロビン、フルキンコナゾール、フルシラゾール、フルスルファミド、フルチアニル、フルトラニル、フルトリアホール、フルキサピロキサド、ホルペット、ホルムアルデヒド、ホセチル、ホセチルアルミニウム、フベリダゾール、フララキシル、フラメトピル、グアザチン、酢酸グアザチン、GY-81、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサコナゾール、ヒメキサゾール、イマザリル、硫酸イマザリル、イミベンコナゾール、イミノクタジン、イミノクタジン三酢酸塩、イミノクタジントリス(アルベシレート)、ヨードカルブ、イプコナゾール、イプフェンピラゾロン(ipfenpyrazolone)、イプロベンホス、イプロジオン、イプロバリカルブ、イソプロチオラン、イソフェタミド、イソピラザム、イソチアニル、カスガマイシン、カスガマイシン塩酸塩水和物、クレソキシムメチル、ラミナリン、マンカッパー、マンコゼブ、マンジプロパミド、マネブ、メフェノキサム、メパニピリム、メプロニル、メプチルジノカップ、塩化第二水銀、酸化水銀、塩化水銀、メタラキシル、メタラキシル-M、メタム、メタム-アンモニウム、メタム-カリウム、メタム-ナトリウム、メトコナゾール、メタスルホカルブ、ヨウ化メチル、メチルイソチオシアネート、メチラム、メトミノストロビン、メトラフェノン、ミルジオマイシン、ミクロブタニル、ナバム、ニトロタールイソプロピル、ヌアリモル、オクチリノン、オフレース、オレイン酸(脂肪酸)、オリサストロビン、オキサジキシル、オキサチアピプロリン、オキシン銅、オキスポコナゾールフマル酸塩、オキシカルボキシン、ペフラゾエート、ペンコナゾール、ペンシクロン、ペンフルフェン、ペンタクロロフェノール、ペンタクロロフェニルラウレート、ペンチオピラド、酢酸フェニル水銀、ホスホン酸、フタリド、ピコキシストロビン、ポリオキシンB、ポリオキシン、ポリオキソリム、重炭酸カリウム、カリウムヒドロキシキノリン硫酸塩、プロベナゾール、プロクロラズ、プロシミドン、プロパモカルブ、プロパモカルブ塩酸塩、プロピコナゾール、プロピネブ、プロキナジド、ピジフルメトフェン、プロチオコナゾール、ピラクロストロビン、ピラメトストロビン、ピラオキシストロビン、ピラジフルミド、ピラゾホス、ピリベンカルブ、ピリブチカルブ、ピリフェノックス、ピリメタニル、ピリオフェノン、ピロキロン、キノクラミン、キノキシフェン、キントゼン、オオイタドリ(Reynoutria sachalinensis)抽出物、セダキサン、シルチオファム、シメコナゾール、ナトリウム2-フェニルフェノキシド、重炭酸ナトリウム、ナトリウムペンタクロロフェノキシド、スピロキサミン、硫黄、SYP-Z048、タール油、テブコナゾール、テブフロキン、テクナゼン、テトラコナゾール、チアベンダゾール、チフルザミド、チオファネートメチル、チラム、チアジニル、トルクロフォスメチル、トリルフルアニド、トリアジメホン、トリアジメノール、トリアザキシド、トリシクラゾール、トリデモルフ、トリフロキシストロビン、トリフルミゾール、トリフォリン、トリチコナゾール、バリダマイシン、バリフェナレート、バリフェナール、ビンクロゾリン、ジネブ、ジラム、ゾキサミド、カンジダ・オレオフィラ(Candida oleophila)、フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、グリオクラジウム属の種、プレビオプシス・ギガンテア(Phlebiopsis gigantea)、ストレプトマイセス・グリセオビリディス(Streptomyces griseoviridis)、トリコデルマ属の種、(RS)-N-(3,5-ジクロロフェニル)-2-(メトキシメチル)-スクシンイミド、1,2-ジクロロプロパン、1,3-ジクロロ-1,1,3,3-テトラフルオロアセトンハイドレート(tetrafluoroacetone hydrate)、1-クロロ-2,4-ジニトロナフタレン、1-クロロ-2-ニトロプロパン、2-(2-ヘプタデシル-2-イミダゾリン-1-イル)エタノール、2,3-ジヒドロ-5-フェニル-1,4-ジチイン1,1,4,4-テトラオキシド、2-メトキシエチル水銀酢酸塩(2-methoxyethylmercury acetate)、2-メトキシエチル塩化水銀(2-methoxyethylmercury chloride)、2-メトキシエチル水銀ケイ酸塩(2-methoxyethylmercury silicate)、3-(4-クロロフェニル)-5-メチルローダニン、4-(2-ニトロプロプ-1-エニル)フェニルチオシアネート(thiocyanateme)、アミノピリフェン、アンプロピルホス、アニラジン、アジチラム、バリウムポリスルフィド、Bayer 32394、ベノダニル、ベンキノックス、ベンタルロン、ベンザマクリル;ベンザマクリル-イソブチル、ベンザモルフ、ベンゾビンジフルピル、ビナパクリル、硫酸ビス(メチル水銀)、ビス(トリブチルスズ)オキシド、ブチオベート、カドミウムカルシウム銅亜鉛クロメートサルフェート(cadmium calcium copper zinc chromate sulfate)、カルバモルフ、CECA、クロベンチアゾン、クロラニホルメタン、クロルフェナゾール、クロルキノックス、クリンバゾール、銅ビス(3-フェニルサリチレート)、クロム酸銅亜鉛(copper zinc chromate)、クモキシストロビン、クフラネブ、硫酸ヒドラジニウム第二銅(cupric hydrazinium sulfate)、クプロバム、シクラフラミド、シペンダゾール、シプロフラム、デカフェンチン、ジクロベンチアゾクス、ジクロン、ジクロゾリン、ジクロブトラゾール、ジメチリモール、ジノクトン、ジノスルホン、ジノテルボン、ジピメチトロン、ジピリチオン、ジタリムホス、ドジシン、ドラゾキソロン、EBP、エノキサストロビン、ESBP、エタコナゾール、エテム、エチリム(ethirim)、フェナミノスルフ、フェナミンストロビン、フェナパニル、フェニトロパン、フェンピコキサミド、フルインダピル、フルオピモミド、フルオトリマゾール、フルフェノキシストロビン、フルカルバニル、フルコナゾール、フルコナゾール-シス、フルメシクロックス、フロファネート、グリオジン、グリセオフルビン、ハラクリネート、Hercules 3944、ヘキシルチオホス、ICIA0858、インピルフルキサム、イプフェントリフルコナゾール、イプフルフェノキン、イソフェタミド、イソフルシプラム、イソパムホス、イソバレジオン、マンデストロビン、メベニル、メカルビンジド、メフェントリフルコナゾール、メタゾキソロン、メトフロキサム、メチル水銀ジシアンジアミド、メトスルホバックス、メチルテトラプロール、ミルネブ、ムコクロル酸無水物(mucochloric anhydride)、ミクロゾリン、N-3,5-ジクロロフェニル-スクシンイミド、N-3-ニトロフェニルニトロフェニルイタコンイミド、ナタマイシン、N-エチルメルクリオ-4-トルエンスルホンアニリド、ニッケルビス(ジメチルジチオカルバメート)、OCH、オキサチアピプロリン、フェニル水銀ジメチルジチオカルバメート、フェニル水銀硝酸塩、ホスジフェン、ピカルブトラゾクス、プロチオカルブ;塩酸プロチオカルブ、ピジフルメトフェン、ピラカルボリド、ピラプロポイン、ピラジフルミド、ピリダクロメチル、ピリジニトリル、ピリソキサゾール、ピロキシクロル、ピロキシフル、キナセトール、キナセトール硫酸塩、キナザミド、キンコナゾール、キノフメリン、ラベンザゾール、サリチルアニリド、SSF-109、スルトロペン、テコラム、チアジフルオル(thiadifluor)、チシオフェン、チオクロルフェンフィム、チオファネート、チオキノックス、チオキシミド、トリアミホス、トリアリモル、トリアズブチル、トリクラミド、トリクロピリカルブ、トリフルメゾピリム、ウルバシド、ザリラミド、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。
【0080】
本発明における病原体は、好ましくは、子嚢菌門(Ascomycota)、担子菌門(Basisiomycota)又は卵菌門(Oomycota)の門からの真菌又は真菌様生物であり、より好ましくは担子菌門の菌、さらにより好ましくはサビキン亜門(Pucciniomycotina)の菌、さらにより好ましくはプクシニア菌綱(Pucciniomycetes)の菌、さらにより好ましくはサビキン目の菌、さらにより好ましくは、科が、チャコニア科(Chaconiaceae)、コレオスポリウム科(Coleosporiaceae)、クロナルティウム科(Cronartiaceae)、メランプソラ科(Melampsoraceae)、ミクロネゲリア科(Mikronegeriaceae)、ファコプソラ科(Phakopsoraceae)、ファラグミジア科(Phragmidiaceae)、ピレオラリア科(Pileolariaceae)、プクキニア科(Pucciniaceae)、プクキニアストルム科(Pucciniastraceae)、プクキニオシラ科(Pucciniosiraceae)、ラヴェネリア科(Raveneliaceae)、スフェロフラグミア科(Sphaerophragmiaceae)又はウロピキシダ科(Uropyxidaceae)の菌、
さらにより好ましくは、属が、リゾクトニア属(Rhizoctonia)、マラヴァリア属(Maravalia)、オクロプソラ属(Ochropsora)、オリベア属(Olivea)、クリソミキサ属(Chrysomyxa)、コレオスポリウム属(Coleosporium)、ディアファノペリス属(Diaphanopellis)、クロナルチウム属(Cronartium)、エンドクロナルチウム属(Endocronartium)、ペリデルミウム属(Peridermium)、メランプソラ属(Melampsora)、クリソセリス属(Chrysocelis)、ミクロネゲリア属(Mikronegeria)、アルスリア属(Arthuria)、バチストプソラ属(Batistopsora)、ケロテリウム属(Cerotelium)、ダスツレラ属(Dasturella)、ファコプソラ属(Phakopsora)、プロスポジウム属(Prospodium)、アルスリオマイセス属(Arthuriomyces)、カテヌロスポラ属(Catenulopsora)、ゲルワシア属(Gerwasia)、ギムノコニア属(Gymnoconia)、ハマスポラ属(Hamaspora)、クエネオラ属(Kuehneola)、フラグミディウム属(Phragmidium)、トラキスポラ属(Trachyspora)、トリフラグニウム属(Triphragmium)、アテロカウダ属(Atelocauda)、ピエオラリア属(Pileolaria)、ラコスペルマイセス属(Racospermyces)、ウロミクラジウム属(Uromycladium)、アロズス属(Allodus)、ケラトコマ属(Ceratocoma)、クリソシクルス属(Chrysocyclus)、クミンシエラ属(Cumminsiella)、キストプソラ属(Cystopsora)、エンドフィラム属(Endophyllum)、ギムノスポランギウム属(Gymnosporangium)、ミヤギア属(Miyagia)、プッチニア属(Puccinia)、プッコルチジウム属(Puccorchidium)、ロエステリア属(Roestelia)、スフェノルチジウム属(Sphenorchidium)、ステレオストラツム属(Stereostratum)、ウロマイセス属(Uromyces)、ヒアロプソラ属(Hyalopsora)、メランプソレラ属(Melampsorella)、メランプソリジウム属(Melampsoridium)、ミレシア属(Milesia)、ミレシナ属(Milesina)、ナオヒデマイセス(Naohidemyces)、プッチニアストルム属(Pucciniastrum)、テコプソラ属(Thekopsora)、ウレジノプシス属(Uredinopsis)、チャルドニエラ属(Chardoniella)、ジエテリア属(Dietelia)、プッチニオシラ属(Pucciniosira)、ジオルチジウム属(Diorchidium)、エンドレシウム属(Endoraecium)、ケルンカムペラ属(Kernkampella)、ラヴェネリア属(Ravenelia)、スフェノスポラ属(Sphenospora)、アウストロプッチニア属(Austropuccinia)、ニッソプソラ属(Nyssopsora)、スフェロフラグニウム属(Sphaerophragmium)、ダシスポラ属(Dasyspora)、ロイコテリウム属(Leucotelium)、マクルロピキス属(Macruropyxis)、プロテヌス属(Porotenus)、トランツスケリア属(Tranzschelia)又はウロピキス属(Uropyxis)の菌、
さらにより好ましくは、種が、リゾクトニア・アルピナ(Rhizoctonia alpina)、リゾクトニア・ビコルニス(Rhizoctonia bicornis)、リゾクトニア・ブチニイ(Rhizoctonia butinii)、リゾクトニア・カラエ(Rhizoctonia callae)、リゾクトニア・カラオタエ(Rhizoctonia carotae)、リゾクトニア・エンドフィティカ(Rhizoctonia endophytica)、リゾクトニア・フロッコサ(Rhizoctonia floccosa)、リゾクトニア・フラガリアエ(Rhizoctonia fragariae)、リゾクトニア・フラキシニ(Rhizoctonia fraxini)、リゾクトニア・フロコッサ(Rhizoctonia fusispora)、リゾクトニア・グロブラリス(Rhizoctonia globularis)、リゾクトニア・ゴシピイ(Rhizoctonia gossypii)、リゾクトニア・ムネラチイ(Rhizoctonia muneratii)、リゾクトニア・パパヤエ(Rhizoctonia papayae)、リゾクトニア・クエルクス(Rhizoctonia quercus)、リゾクトニア・レペンス(Rhizoctonia repens)、リゾクトニア・ルビ(Rhizoctonia rubi)、リゾクトニア・シルベストリス(Rhizoctonia silvestris)、リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani)、
ファコプソラ・アンペロプシディス(Phakopsora ampelopsidis)、ファコプソラ・アポダ(Phakopsora apoda)、ファコプソラ・アルジェンチネンシス(Phakopsora argentinensis)、ファコプソラ・チェリモリアエ(Phakopsora cherimoliae)、ファコプソラ・チンゲンス(Phakopsora cingens)、ファコプソラ・コカ(Phakopsora coca)、ファコプソラ・クロトニス(Phakopsora crotonis)、ファコプソラ・ユービチス(Phakopsora euvitis)、ファコプソラ・ゴシッピー(Phakopsora gossypii)、ファコプソラ・ホルノティナ(Phakopsora hornotina)、ファコプソラ・ジャトロフィコラ(Phakopsora jatrophicola)、ファコプソラ・メイボミエ(Phakopsora meibomiae)、ファコプソラ・メリオスマエ(Phakopsora meliosmae)、ファコプソラ・メリオスマエ-ミリアンタエ(Phakopsora meliosmae-myrianthae)、ファコプソラ・モンタナ(Phakopsora montana)、ファコプソラ・ムスカジニアエ(Phakopsora muscadiniae)、ファコプソラ・ミルタセアルム(Phakopsora myrtacearum)、ファコプソラ・ニシダナ(Phakopsora nishidana)、ファコプソラ・オリエンタリス(Phakopsora orientalis)、ファコプソラ・パキリジ(Phakopsora pachyrhizi)、ファコプソラ・フィランチ(Phakopsora phyllanthi)、ファコプソラ・テクタ(Phakopsora tecta)、ファコプソラ・ウバ(Phakopsora uva)、ファコプソラ・ビティス(Phakopsora vitis)、ファコプソラ・ジジフィ-ブルガリス(Phakopsora ziziphi-vulgaris)、
プッチニア・アブルプタ(Puccinia abrupta)、プッチニア・アセトサエ(Puccinia acetosae)、プッチニア・アクナテリ-シビリチ(Puccinia achnatheri-sibirici)、プッチニア・アクロプチリ(Puccinia acroptili)、プッチニア・アクタエアエ-アグロピリ(Puccinia actaeae-agropyri)、プッチニア・アクタエアエ-エリミ(Puccinia actaeae-elymi)、プッチニア・アンティラヒニ(Puccinia antirrhini)、プッチニア・アルジェンタタ(Puccinia argentata)、プッチニア・アレーナテリ(Puccinia arrhenatheri)、プッチニア・アレーナテリコラ(Puccinia arrhenathericola)、プッチニア・アルテミシアエ-ケイスケアナエ(Puccinia artemisiae-keiskeanae)、プッチニア・アルトロクネミ(Puccinia arthrocnemi)、プッチニア・アステリス(Puccinia asteris)、プッチニア・アトラ(Puccinia atra)、プッチニア・アウクタ(Puccinia aucta)、プッチニア・バロッティフロラ(Puccinia ballotiflora)、プッチニア・バルトロメイ(Puccinia bartholomaei)、プッチニア・ビストルタエ(Puccinia bistortae)、プッチニア・カカバタ(Puccinia cacabata)、プッチニア・カルキトラパエ(Puccinia calcitrapae)、プッチニア・カルタエ(Puccinia calthae)、プッチニア・カルチコラ(Puccinia calthicola)、プッチニア・カリステギアエ-ソルダネラエ(Puccinia calystegiae-soldanellae)、プッチニア・カナリクラータ(Puccinia canaliculata)、プッチニア・カリシス-モンタナエ(Puccinia caricis-montanae)、プッチニア・カリシス-スチパタエ(Puccinia caricis-stipatae)、プッチニア・カルタミ(Puccinia carthami)、プッチニア・セリンテス-アグロピリナ(Puccinia cerinthes-agropyrina)、プッチニア・セサチイ(Puccinia cesatii)、プッチニア・クリサンテミ(Puccinia chrysanthemi)、プッチニア・ツィルクムダタ(Puccinia circumdata)、プッチニア・クラバタ(Puccinia clavata)、プッチニア・コレアテニアエ(Puccinia coleataeniae)、プッチニア・クロナタ(Puccinia coronata)、プッチニア・コロナチ-アグロスチジス(Puccinia coronati-agrostidis)、プッチニア・コロナチ-ブレヴィスポラ(Puccinia coronati-brevispora)、プッチニア・コロナチ-カラマグロスティディス(Puccinia coronati-calamagrostidis)、プッチニア・コロナチ-ホルデイ(Puccinia coronati-hordei)、プッチニア・コロナチ-ジャポニカ(Puccinia coronati-japonica)、プッチニア・コロナチ-ロンギスポラ(Puccinia coronati-longispora)、プッチニア・クロトノプシディス(Puccinia crotonopsidis)、プッチニア・シノドンティス(Puccinia cynodontis)、プッチニア・ダクチリディナ(Puccinia dactylidina)、プッチニア・ジエテリイ(Puccinia dietelii)、プッチニア・ディギタタ(Puccinia digitata)、プッチニア・ディスティンクタ(Puccinia distincta)、プッチニア・デュチアエ(Puccinia duthiae)、プッチニア・エマクラタ(Puccinia emaculata)、プッチニア・エリアンチ(Puccinia erianthi)、プッチニア・ユーパトリイ-コロンビアニ(Puccinia eupatorii-columbiani)、プッチニア・フラヴェンセンティス(Puccinia flavenscentis)、プッチニア・ガストロロビイ(Puccinia gastrolobii)、プッチニア・ゲイトノプレシイ(Puccinia geitonoplesii)、プッチニア・ギガンテア(Puccinia gigantea)、プッチニア・グレコマチス(Puccinia glechomatis)、プッチニア・ヘリアンティ(Puccinia helianthi)、プッチニア・ヘテロゲネア(Puccinia heterogenea)、プッチニア・ヘテロスポラ(Puccinia heterospora)、プッチニア・ヒドロコチレス(Puccinia hydrocotyles)、プッチニア・ヒステリウム(Puccinia hysterium)、プッチニア・インパティエンティス(Puccinia impatientis)、プッチニア・インペディタ(Puccinia impedita)、プッチニア・インポシタ(Puccinia imposita)、プッチニア・インフラ-エクアトリアリス(Puccinia infra-aequatorialis)、プッチニア・インソリタ(Puccinia insolita)、プッチニア・ジャスティシアエ(Puccinia justiciae)、プッチニア・クルグキスチアナ(Puccinia klugkistiana)、プッチニア・クネルスブラクテンシス(Puccinia knersvlaktensis)、プッチニア・ランタナエ(Puccinia lantanae)、プッチニア・ラテリチア(Puccinia lateritia)、プッチニア・ラチマンマ(Puccinia latimamma)、プッチニア・リベルタ(Puccinia liberta)、プッチニア・リットラリス(Puccinia littoralis)、プッチニア・ロバタ(Puccinia lobata)、プッチニア・ロファテリ(Puccinia lophatheri)、プッチニア・ロランチコラ(Puccinia loranthicola)、プッチニア・メンタエ(Puccinia menthae)、プッチニア・メセンブリアンテミ(Puccinia mesembryanthemi)、プッチニア・メイエリ-アルベルティ(Puccinia meyeri-albertii)、プッチニア・ミスキャンチ(Puccinia miscanthi)、プッチニア・ミスキャンチジイ(Puccinia miscanthidii)、プッチニア・ミクスタ(Puccinia mixta)、プッチニア・モンタネンシス(Puccinia montanensis)、プッチニア・モラタ(Puccinia morata)、プッチニア・モルチエリ(Puccinia morthieri)、プッチニア・ニティダ(Puccinia nitida)、プッチニア・エナンテス-ストロニフェラエ(Puccinia oenanthes-stoloniferae)、プッチニア・オペラタ(Puccinia operta)、プッチニア・オトゼニアニ(Puccinia otzeniani)、プッチニア・パトリニアエ(Puccinia patriniae)、プッチニア・ペンツテモニス(Puccinia pentstemonis)、プッチニア・ペルシステンス(Puccinia persistens)、プッチニア・フィロスタキディス(Puccinia phyllostachydis)、プッチニア・ピッティエリアナ(Puccinia pittieriana)、プッチニア・プラチスポラ(Puccinia platyspora)、プッチニア・プリッツェリアナ(Puccinia pritzeliana)、プッチニア・プロスチイ(Puccinia prostii)、プッチニア・シュードジギタタ(Puccinia pseudodigitata)、プッチニア・シュードストリイホルミス(Puccinia pseudostriiformis)、プッチニア・サイコトリアエ(Puccinia psychotriae)、プッチニア・プンクタタ(Puccinia punctata)、プッチニア・プンクティホルミス(Puccinia punctiformis)、プッチニア・レコンディタ(Puccinia recondita)、プッチニア・レイ-アンズラチ(Puccinia rhei-undulati)、プッチニア・ルペストリス(Puccinia rupestris)、プッチニア・セネキオニス-アクチホルミス(Puccinia senecionis-acutiformis)、プッチニア・セプテントリオナリス(Puccinia septentrionalis)、プッチニア・セタリアエ(Puccinia setariae)、プッチニア・シルバチカ(Puccinia silvatica)、プッチニア・スチピナ(Puccinia stipina)、プッチニア・ストバエアエ(Puccinia stobaeae)、プッチニア・ストリフォルミス(Puccinia striiformis)、プッチニア・ストリイホルモイデス(Puccinia striiformoides)、プッチニア・スチリジイ(Puccinia stylidii)、プッチニア・スブストリアタ(Puccinia substriata)、プッチニア・スズタケ(Puccinia suzutake)、プッチニア・テニアテリ(Puccinia taeniatheri)、プッチニア・タゲチコラ(Puccinia tageticola)、プッチニア・タナセチ(Puccinia tanaceti)、プッチニア・タタリノビイ(Puccinia tatarinovii)、プッチニア・テトラゴニアエ(Puccinia tetragoniae)、プッチニア・タリアエ(Puccinia thaliae)、プッチニア・スラスペオス(Puccinia thlaspeos)、プッチニア・チランジアエ(Puccinia tillandsiae)、プッチニア・チリテア(Puccinia tiritea)、プッチニア・トキエンシス(Puccinia tokyensis)、プッチニア・トレボウキシ(Puccinia trebouxi)、プッチニア・トリチキナ(Puccinia triticina)、プッチニア・ツブロサ(Puccinia tubulosa)、プッチニア・ツリパエ(Puccinia tulipae)、プッチニア・ツミジペス(Puccinia tumidipes)、プッチニア・トリギダ(Puccinia turgida)、プッチニア・ウリチカエ-アクタエ(Puccinia urticae-acutae)、プッチニア・ウルチカエ-アクチホルミス(Puccinia urticae-acutiformis)、プッチニア・ウルチカエ-カリシス(Puccinia urticae-caricis)、プッチニア・ウルチカエ-ヒルタエ(Puccinia urticae-hirtae)、プッチニア・ウルチカエ-インフラタエ(Puccinia urticae-inflatae)、プッチニア・ウルチカタ(Puccinia urticata)、プッチニア・ヴァギナタエ(Puccinia vaginatae)、プッチニア・ヴィルガタ(Puccinia virgata)、プッチニア・キサンチイ(Puccinia xanthii)、プッチニア・キサントシアエ(Puccinia xanthosiae)、プッチニア・ゾイシアエ(Puccinia zoysiae)の菌、
より好ましくは、種が、ファコプソラ・パキリジ、プッチニア・グラミニス(Puccinia graminis)、プッチニア・ストリフォルミス、プッチニア・ホルデイ(Puccinia hordei)又はプッチニア・レコンディタの菌、より好ましくは、属が、ファコプソラ属の菌、最も好ましくはファコプソラ・パキリジである。上に示す通り、これらの分類群の菌類は、農作物の収穫量を著しく低下させる原因となっている。これは、特にファコプソラ属(Phakopsora)のさび病菌に当てはまる。したがって、本発明の利点は、本発明の方法によって、本明細書に記載のファコプソラ・パキリジに対する殺菌剤処理を減らすことができることである。
さらにより好ましくは、属が、リゾクトニア属(Rhizoctonia)、マラヴァリア属(Maravalia)、オクロプソラ属(Ochropsora)、オリベア属(Olivea)、クリソミキサ属(Chrysomyxa)、コレオスポリウム属(Coleosporium)、ディアファノペリス属(Diaphanopellis)、クロナルチウム属(Cronartium)、エンドクロナルチウム属(Endocronartium)、ペリデルミウム属(Peridermium)、メランプソラ属(Melampsora)、クリソセリス属(Chrysocelis)、ミクロネゲリア属(Mikronegeria)、アルスリア属(Arthuria)、バチストプソラ属(Batistopsora)、ケロテリウム属(Cerotelium)、ダスツレラ属(Dasturella)、ファコプソラ属(Phakopsora)、プロスポジウム属(Prospodium)、アルスリオマイセス属(Arthuriomyces)、カテヌロスポラ属(Catenulopsora)、ゲルワシア属(Gerwasia)、ギムノコニア属(Gymnoconia)、ハマスポラ属(Hamaspora)、クエネオラ属(Kuehneola)、フラグミディウム属(Phragmidium)、トラキスポラ属(Trachyspora)、トリフラグニウム属(Triphragmium)、アテロカウダ属(Atelocauda)、ピエオラリア属(Pileolaria)、ラコスペルマイセス属(Racospermyces)、ウロミクラジウム属(Uromycladium)、アロズス属(Allodus)、ケラトコマ属(Ceratocoma)、クリソシクルス属(Chrysocyclus)、クミンシエラ属(Cumminsiella)、キストプソラ属(Cystopsora)、エンドフィラム属(Endophyllum)、ギムノスポランギウム属(Gymnosporangium)、ミヤギア属(Miyagia)、プッチニア属(Puccinia)、プッコルチジウム属(Puccorchidium)、ロエステリア属(Roestelia)、スフェノルチジウム属(Sphenorchidium)、ステレオストラツム属(Stereostratum)、ウロマイセス属(Uromyces)、ヒアロプソラ属(Hyalopsora)、メランプソレラ属(Melampsorella)、メランプソリジウム属(Melampsoridium)、ミレシア属(Milesia)、ミレシナ属(Milesina)、ナオヒデマイセス(Naohidemyces)、プッチニアストルム属(Pucciniastrum)、テコプソラ属(Thekopsora)、ウレジノプシス属(Uredinopsis)、チャルドニエラ属(Chardoniella)、ジエテリア属(Dietelia)、プッチニオシラ属(Pucciniosira)、ジオルチジウム属(Diorchidium)、エンドレシウム属(Endoraecium)、ケルンカムペラ属(Kernkampella)、ラヴェネリア属(Ravenelia)、スフェノスポラ属(Sphenospora)、アウストロプッチニア属(Austropuccinia)、ニッソプソラ属(Nyssopsora)、スフェロフラグニウム属(Sphaerophragmium)、ダシスポラ属(Dasyspora)、ロイコテリウム属(Leucotelium)、マクルロピキス属(Macruropyxis)、プロテヌス属(Porotenus)、トランツスケリア属(Tranzschelia)又はウロピキス属(Uropyxis)の菌、
さらにより好ましくは、種が、リゾクトニア・アルピナ(Rhizoctonia alpina)、リゾクトニア・ビコルニス(Rhizoctonia bicornis)、リゾクトニア・ブチニイ(Rhizoctonia butinii)、リゾクトニア・カラエ(Rhizoctonia callae)、リゾクトニア・カラオタエ(Rhizoctonia carotae)、リゾクトニア・エンドフィティカ(Rhizoctonia endophytica)、リゾクトニア・フロッコサ(Rhizoctonia floccosa)、リゾクトニア・フラガリアエ(Rhizoctonia fragariae)、リゾクトニア・フラキシニ(Rhizoctonia fraxini)、リゾクトニア・フロコッサ(Rhizoctonia fusispora)、リゾクトニア・グロブラリス(Rhizoctonia globularis)、リゾクトニア・ゴシピイ(Rhizoctonia gossypii)、リゾクトニア・ムネラチイ(Rhizoctonia muneratii)、リゾクトニア・パパヤエ(Rhizoctonia papayae)、リゾクトニア・クエルクス(Rhizoctonia quercus)、リゾクトニア・レペンス(Rhizoctonia repens)、リゾクトニア・ルビ(Rhizoctonia rubi)、リゾクトニア・シルベストリス(Rhizoctonia silvestris)、リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani)、
ファコプソラ・アンペロプシディス(Phakopsora ampelopsidis)、ファコプソラ・アポダ(Phakopsora apoda)、ファコプソラ・アルジェンチネンシス(Phakopsora argentinensis)、ファコプソラ・チェリモリアエ(Phakopsora cherimoliae)、ファコプソラ・チンゲンス(Phakopsora cingens)、ファコプソラ・コカ(Phakopsora coca)、ファコプソラ・クロトニス(Phakopsora crotonis)、ファコプソラ・ユービチス(Phakopsora euvitis)、ファコプソラ・ゴシッピー(Phakopsora gossypii)、ファコプソラ・ホルノティナ(Phakopsora hornotina)、ファコプソラ・ジャトロフィコラ(Phakopsora jatrophicola)、ファコプソラ・メイボミエ(Phakopsora meibomiae)、ファコプソラ・メリオスマエ(Phakopsora meliosmae)、ファコプソラ・メリオスマエ-ミリアンタエ(Phakopsora meliosmae-myrianthae)、ファコプソラ・モンタナ(Phakopsora montana)、ファコプソラ・ムスカジニアエ(Phakopsora muscadiniae)、ファコプソラ・ミルタセアルム(Phakopsora myrtacearum)、ファコプソラ・ニシダナ(Phakopsora nishidana)、ファコプソラ・オリエンタリス(Phakopsora orientalis)、ファコプソラ・パキリジ(Phakopsora pachyrhizi)、ファコプソラ・フィランチ(Phakopsora phyllanthi)、ファコプソラ・テクタ(Phakopsora tecta)、ファコプソラ・ウバ(Phakopsora uva)、ファコプソラ・ビティス(Phakopsora vitis)、ファコプソラ・ジジフィ-ブルガリス(Phakopsora ziziphi-vulgaris)、
プッチニア・アブルプタ(Puccinia abrupta)、プッチニア・アセトサエ(Puccinia acetosae)、プッチニア・アクナテリ-シビリチ(Puccinia achnatheri-sibirici)、プッチニア・アクロプチリ(Puccinia acroptili)、プッチニア・アクタエアエ-アグロピリ(Puccinia actaeae-agropyri)、プッチニア・アクタエアエ-エリミ(Puccinia actaeae-elymi)、プッチニア・アンティラヒニ(Puccinia antirrhini)、プッチニア・アルジェンタタ(Puccinia argentata)、プッチニア・アレーナテリ(Puccinia arrhenatheri)、プッチニア・アレーナテリコラ(Puccinia arrhenathericola)、プッチニア・アルテミシアエ-ケイスケアナエ(Puccinia artemisiae-keiskeanae)、プッチニア・アルトロクネミ(Puccinia arthrocnemi)、プッチニア・アステリス(Puccinia asteris)、プッチニア・アトラ(Puccinia atra)、プッチニア・アウクタ(Puccinia aucta)、プッチニア・バロッティフロラ(Puccinia ballotiflora)、プッチニア・バルトロメイ(Puccinia bartholomaei)、プッチニア・ビストルタエ(Puccinia bistortae)、プッチニア・カカバタ(Puccinia cacabata)、プッチニア・カルキトラパエ(Puccinia calcitrapae)、プッチニア・カルタエ(Puccinia calthae)、プッチニア・カルチコラ(Puccinia calthicola)、プッチニア・カリステギアエ-ソルダネラエ(Puccinia calystegiae-soldanellae)、プッチニア・カナリクラータ(Puccinia canaliculata)、プッチニア・カリシス-モンタナエ(Puccinia caricis-montanae)、プッチニア・カリシス-スチパタエ(Puccinia caricis-stipatae)、プッチニア・カルタミ(Puccinia carthami)、プッチニア・セリンテス-アグロピリナ(Puccinia cerinthes-agropyrina)、プッチニア・セサチイ(Puccinia cesatii)、プッチニア・クリサンテミ(Puccinia chrysanthemi)、プッチニア・ツィルクムダタ(Puccinia circumdata)、プッチニア・クラバタ(Puccinia clavata)、プッチニア・コレアテニアエ(Puccinia coleataeniae)、プッチニア・クロナタ(Puccinia coronata)、プッチニア・コロナチ-アグロスチジス(Puccinia coronati-agrostidis)、プッチニア・コロナチ-ブレヴィスポラ(Puccinia coronati-brevispora)、プッチニア・コロナチ-カラマグロスティディス(Puccinia coronati-calamagrostidis)、プッチニア・コロナチ-ホルデイ(Puccinia coronati-hordei)、プッチニア・コロナチ-ジャポニカ(Puccinia coronati-japonica)、プッチニア・コロナチ-ロンギスポラ(Puccinia coronati-longispora)、プッチニア・クロトノプシディス(Puccinia crotonopsidis)、プッチニア・シノドンティス(Puccinia cynodontis)、プッチニア・ダクチリディナ(Puccinia dactylidina)、プッチニア・ジエテリイ(Puccinia dietelii)、プッチニア・ディギタタ(Puccinia digitata)、プッチニア・ディスティンクタ(Puccinia distincta)、プッチニア・デュチアエ(Puccinia duthiae)、プッチニア・エマクラタ(Puccinia emaculata)、プッチニア・エリアンチ(Puccinia erianthi)、プッチニア・ユーパトリイ-コロンビアニ(Puccinia eupatorii-columbiani)、プッチニア・フラヴェンセンティス(Puccinia flavenscentis)、プッチニア・ガストロロビイ(Puccinia gastrolobii)、プッチニア・ゲイトノプレシイ(Puccinia geitonoplesii)、プッチニア・ギガンテア(Puccinia gigantea)、プッチニア・グレコマチス(Puccinia glechomatis)、プッチニア・ヘリアンティ(Puccinia helianthi)、プッチニア・ヘテロゲネア(Puccinia heterogenea)、プッチニア・ヘテロスポラ(Puccinia heterospora)、プッチニア・ヒドロコチレス(Puccinia hydrocotyles)、プッチニア・ヒステリウム(Puccinia hysterium)、プッチニア・インパティエンティス(Puccinia impatientis)、プッチニア・インペディタ(Puccinia impedita)、プッチニア・インポシタ(Puccinia imposita)、プッチニア・インフラ-エクアトリアリス(Puccinia infra-aequatorialis)、プッチニア・インソリタ(Puccinia insolita)、プッチニア・ジャスティシアエ(Puccinia justiciae)、プッチニア・クルグキスチアナ(Puccinia klugkistiana)、プッチニア・クネルスブラクテンシス(Puccinia knersvlaktensis)、プッチニア・ランタナエ(Puccinia lantanae)、プッチニア・ラテリチア(Puccinia lateritia)、プッチニア・ラチマンマ(Puccinia latimamma)、プッチニア・リベルタ(Puccinia liberta)、プッチニア・リットラリス(Puccinia littoralis)、プッチニア・ロバタ(Puccinia lobata)、プッチニア・ロファテリ(Puccinia lophatheri)、プッチニア・ロランチコラ(Puccinia loranthicola)、プッチニア・メンタエ(Puccinia menthae)、プッチニア・メセンブリアンテミ(Puccinia mesembryanthemi)、プッチニア・メイエリ-アルベルティ(Puccinia meyeri-albertii)、プッチニア・ミスキャンチ(Puccinia miscanthi)、プッチニア・ミスキャンチジイ(Puccinia miscanthidii)、プッチニア・ミクスタ(Puccinia mixta)、プッチニア・モンタネンシス(Puccinia montanensis)、プッチニア・モラタ(Puccinia morata)、プッチニア・モルチエリ(Puccinia morthieri)、プッチニア・ニティダ(Puccinia nitida)、プッチニア・エナンテス-ストロニフェラエ(Puccinia oenanthes-stoloniferae)、プッチニア・オペラタ(Puccinia operta)、プッチニア・オトゼニアニ(Puccinia otzeniani)、プッチニア・パトリニアエ(Puccinia patriniae)、プッチニア・ペンツテモニス(Puccinia pentstemonis)、プッチニア・ペルシステンス(Puccinia persistens)、プッチニア・フィロスタキディス(Puccinia phyllostachydis)、プッチニア・ピッティエリアナ(Puccinia pittieriana)、プッチニア・プラチスポラ(Puccinia platyspora)、プッチニア・プリッツェリアナ(Puccinia pritzeliana)、プッチニア・プロスチイ(Puccinia prostii)、プッチニア・シュードジギタタ(Puccinia pseudodigitata)、プッチニア・シュードストリイホルミス(Puccinia pseudostriiformis)、プッチニア・サイコトリアエ(Puccinia psychotriae)、プッチニア・プンクタタ(Puccinia punctata)、プッチニア・プンクティホルミス(Puccinia punctiformis)、プッチニア・レコンディタ(Puccinia recondita)、プッチニア・レイ-アンズラチ(Puccinia rhei-undulati)、プッチニア・ルペストリス(Puccinia rupestris)、プッチニア・セネキオニス-アクチホルミス(Puccinia senecionis-acutiformis)、プッチニア・セプテントリオナリス(Puccinia septentrionalis)、プッチニア・セタリアエ(Puccinia setariae)、プッチニア・シルバチカ(Puccinia silvatica)、プッチニア・スチピナ(Puccinia stipina)、プッチニア・ストバエアエ(Puccinia stobaeae)、プッチニア・ストリフォルミス(Puccinia striiformis)、プッチニア・ストリイホルモイデス(Puccinia striiformoides)、プッチニア・スチリジイ(Puccinia stylidii)、プッチニア・スブストリアタ(Puccinia substriata)、プッチニア・スズタケ(Puccinia suzutake)、プッチニア・テニアテリ(Puccinia taeniatheri)、プッチニア・タゲチコラ(Puccinia tageticola)、プッチニア・タナセチ(Puccinia tanaceti)、プッチニア・タタリノビイ(Puccinia tatarinovii)、プッチニア・テトラゴニアエ(Puccinia tetragoniae)、プッチニア・タリアエ(Puccinia thaliae)、プッチニア・スラスペオス(Puccinia thlaspeos)、プッチニア・チランジアエ(Puccinia tillandsiae)、プッチニア・チリテア(Puccinia tiritea)、プッチニア・トキエンシス(Puccinia tokyensis)、プッチニア・トレボウキシ(Puccinia trebouxi)、プッチニア・トリチキナ(Puccinia triticina)、プッチニア・ツブロサ(Puccinia tubulosa)、プッチニア・ツリパエ(Puccinia tulipae)、プッチニア・ツミジペス(Puccinia tumidipes)、プッチニア・トリギダ(Puccinia turgida)、プッチニア・ウリチカエ-アクタエ(Puccinia urticae-acutae)、プッチニア・ウルチカエ-アクチホルミス(Puccinia urticae-acutiformis)、プッチニア・ウルチカエ-カリシス(Puccinia urticae-caricis)、プッチニア・ウルチカエ-ヒルタエ(Puccinia urticae-hirtae)、プッチニア・ウルチカエ-インフラタエ(Puccinia urticae-inflatae)、プッチニア・ウルチカタ(Puccinia urticata)、プッチニア・ヴァギナタエ(Puccinia vaginatae)、プッチニア・ヴィルガタ(Puccinia virgata)、プッチニア・キサンチイ(Puccinia xanthii)、プッチニア・キサントシアエ(Puccinia xanthosiae)、プッチニア・ゾイシアエ(Puccinia zoysiae)の菌、
より好ましくは、種が、ファコプソラ・パキリジ、プッチニア・グラミニス(Puccinia graminis)、プッチニア・ストリフォルミス、プッチニア・ホルデイ(Puccinia hordei)又はプッチニア・レコンディタの菌、より好ましくは、属が、ファコプソラ属の菌、最も好ましくはファコプソラ・パキリジである。上に示す通り、これらの分類群の菌類は、農作物の収穫量を著しく低下させる原因となっている。これは、特にファコプソラ属(Phakopsora)のさび病菌に当てはまる。したがって、本発明の利点は、本発明の方法によって、本明細書に記載のファコプソラ・パキリジに対する殺菌剤処理を減らすことができることである。
【0081】
本発明によれば、植物が、作物植物、好ましくは双子葉植物、より好ましくはマメ目の植物、より好ましくはマメ科の植物、より好ましくはインゲン連の植物、より好ましくは、属が、ヤブマメ属、キマメ属、ナタマメ属、ジオクレア属、デイゴ属、ダイズ属、ラッカセイ属、レンリソウ属、レンズマメ属、エンドウ属、ソラマメ属、ササゲ属、インゲンマメ属又はシカクマメ属の植物、さらにより好ましくは、種が、ヤブマメ(Amphicarpaea bracteata)、キマメ(Cajanus cajan)、カナバリア・ブラジリエンシス(Canavalia brasiliensis)、タチナタマメ(Canavalia ensiformis)、ナタマメ(Canavalia gladiata)、ジオクレア・グランディフローラ(Dioclea grandiflora)、エリスリナ・ラティッシマ(Erythrina latissima)、テパリービーン(Phaseolus acutifolius)、アオイマメ(Phaseolus lunatus)、ファセオラス・マクラタス(Phaseolus maculatus)、シカクマメ(Psophocarpus tetragonolobus)、アズキ(Vigna angularis)、ケツルアズキ(Vigna mungo)、ササゲ(Vigna unguiculata)、グリシン・アルビカンス(Glycine albicans)、グリシン・アフィオノタ(Glycine aphyonota)、グリシン・アレナリア(Glycine arenaria)、グリシン・アルギレア(Glycine argyrea)、グリシン・カネスセンス(Glycine canescens)、グリシン・クランデスティナ(Glycine clandestina)、グリシン・クルバタ(Glycine curvata)、グリシン・シルトロバ(Glycine cyrtoloba)、グリシン・ドリコカルパ(Glycine dolichocarpa)、グリシン・ファルカタ(Glycine falcata)、グリシン・グラセイ(Glycine gracei)、グリシン・ヒルチカウリス(Glycine hirticaulis)、グリシン・ラクトヴィレンス(Glycine lactovirens)、グリシン・ラティフォリア(Glycine latifolia)、グリシン・ラトロベアナ(Glycine latrobeana)、グリシン・ミクロフィラ(Glycine microphylla)、グリシン・ペラトサ(Glycine peratosa)、グリシン・ピンダニカ(Glycine pindanica)、グリシン・プレニイ(Glycine pullenii)、グリシン・ルビギノーサ(Glycine rubiginosa)、グリシン・ステノフィタ(Glycine stenophita)、グリシン・シンデティカ(Glycine syndetika)、ボウコツルマメ(Glycine tabacina)、グリシン・トメンテラ(Glycine tomentella)、グリシン・グラシリス(Glycine gracilis)、ダイズ(Glycine max)、ダイズ×ツルマメ(Glycine max x Glycine soja)、ツルマメ(Glycine soja)の植物、より好ましくはは、種が、グリシン・グラシリス、ダイズ、ダイズ×ツルマメ、ツルマメの植物、最も好ましくは、種が、ダイズの植物であることが好ましい。本明細書において示されるように、ダイズでは特に良好な収量向上が得られる。
【0082】
作物は異種発現カセットに加えて、1つ以上のさらなる異種エレメントを含んでもよい。例えば、除草剤抵抗性遺伝子を含むトランスジェニックダイズ事象は、例えば、GTS 40-3-2、MON87705、MON87708、MON87712、MON87769、MON89788、A2704-12、A2704-21、A5547-127、A5547-35、DP356043、DAS44406-6、DAS68416-4、DAS-81419-2、GU262、SYHT0H2、W62、W98、FG72及びCV127であるが、他を排除するものではない。殺虫性タンパク質の遺伝子を含むトランスジェニックダイズ事象は、例えば、MON87701、MON87751及びDAS-81419であるが、他を排除するものではない。改変された含油量を含む栽培植物は、導入遺伝子gm-fad2-1、Pj.D6D、Nc.Fad3、fad2-1A及びfatb1-Aを使用して作出された。これらの遺伝子の少なくとも1つを含むダイズ事象の例は、260-05、MON87705及びMON87769である。そのような単一の形質又は重なった(stacked)形質を含む植物、並びにこれらの形質をもたらす遺伝子及び事象は当技術分野で周知である。例えば、変異誘発された又は組み込まれた遺伝子及び各事象に関する詳細な情報は、国際アグリバイオ事業団(the organizations International Service for the Acquisition of Agrl. biotech Applications) (ISAAA) (http://www.isaaa. org/gmapprovaldatabase)及び環境リスク評価センター(Center for Environmental Risk Assessment) (CERA) (http://cera-qmc.org/GMCropDatabase)のウェブサイトから入手可能である。それらを検出するための特定の事象及び方法に関するさらなる情報は、ダイズ事象H7-1、MON89788、A2704-12、A5547-127、DP305423、DP356043、MON87701、MON87769、CV127、MON87705、DAS68416-4、MON87708、MON87712、SYHT0H2、DAS81419、DAS81419×DAS44406-6、MON87751について、WO04/074492、WO06/130436、WO06/108674、WO06/108675、WO08/054747、WO08/002872、WO09/064652、WO09/102873、WO10/080829、WO10/037016、WO11/066384、WO11/034704、WO12/051199、WO12/082548、WO13/016527、WO13/016516、WO14/201235において見出すことができる。
【0083】
本発明による異種発現カセットは、
a)恒常的に活性なプロモーター、
b)組織特異的又は組織優先的(tissue-preferred)プロモーター、
c)有害生物、好ましくは菌類有害生物への植物の曝露によって誘導可能なプロモーター
のいずれかに作動可能に連結された、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を好ましくは含む。
a)恒常的に活性なプロモーター、
b)組織特異的又は組織優先的(tissue-preferred)プロモーター、
c)有害生物、好ましくは菌類有害生物への植物の曝露によって誘導可能なプロモーター
のいずれかに作動可能に連結された、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を好ましくは含む。
【0084】
恒常的に活性なプロモーターは、Pti5、SAR8.2又はRLK2遺伝子の基底の(basal)発現をそれぞれ有する植物の提供を可能にする。組織特異性又は優先性を有するプロモーターは、各組織のみでの、又は主に各組織でのそのような基底の(basal)発現を提供する。そして誘導性プロモーターは、植物が有害生物に曝露すると発現を迅速に上方制御し、それにより迅速な反応をもたらすことを可能にする。最も好ましくは、本発明による方法における植物は、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を2つのコピーに含み、一方のコピーは恒常的に活性なプロモーター、組織特異的又は組織優先的プロモーターの制御下にあり、他方のコピーは誘導性プロモーター、好ましくは、菌類病原体、最も好ましくはダイズさび病菌への曝露によって誘導可能なプロモーターの制御下にある。このようにして、代謝資源を節約する、遺伝子の比較的低い基底発現が確認されるが、著しい有害生物曝露に対する防御は必要に応じて増加され、それにより、主にストレスへの著しい曝露がある場合の遺伝子発現のために代謝資源を消費する。
【0085】
本発明はまた、対照植物と比べて収量が向上した雑種植物を生産する方法であって、
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む第1の植物材料、並びに前記異種発現カセットを含まない第2の植物材料を提供するステップ、
ii)第1及び第2の植物材料の交配からF1世代を生産するステップ、並びに
iii)前記異種発現カセットを含むF1世代の1つ以上のメンバーを選抜するステップ
を含む方法も提供する。
i) Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を含む異種発現カセットを含む第1の植物材料、並びに前記異種発現カセットを含まない第2の植物材料を提供するステップ、
ii)第1及び第2の植物材料の交配からF1世代を生産するステップ、並びに
iii)前記異種発現カセットを含むF1世代の1つ以上のメンバーを選抜するステップ
を含む方法も提供する。
【0086】
本発明の方法が、Pti5、SAR8.2及びRLK2から選択される遺伝子を発現するホモ接合植物を必要としないだけでなく、ヘミ接合又はヘテロ接合植物にも適用可能であることは本発明の特有の利点である。それに対応して、本発明の雑種生産方法は、有利には、本発明の有利な異種発現カセット及び第2の植物材料の有利な形質の両方を含む雑種植物を提供する。故に、本発明による雑種生産方法は、次の生育期の予測される生育条件に適合する雑種を、低い労力で構築できるようにする。
【0087】
本発明は、実施例及び選択された好ましい実施形態として以下にさらに記載される。実施例も選択された実施形態も特許請求の範囲を限定するものではない。
【0088】
[実施例]
[実施例1]
形質転換ダイズ植物を得る
本文書に記載された形質転換ダイズ植物の生成及び第1回評価に至る全てのステップ、例えば、
- 各遺伝子の単離又は合成
- 植物形質転換のためのベクターの生成
- ダイズ植物での各ベクターの形質転換
- ダイズさび病菌(soybean rust fungus)に対する形質転換植物の抵抗性の評価
は、
WO2014118018 (抵抗性遺伝子: EIN2)、実施例2、3及び6
WO2013149804 (抵抗性遺伝子: ACD)、実施例2、3及び6
WO2013001435 (抵抗性遺伝子: Pti5)、実施例2、3及び6
WO2014076614 (抵抗性遺伝子: SAR8.2)、実施例2、3及び6
WO2014024079 (抵抗性遺伝子: RLK2)、実施例2、3及び6
に記載されている。
[実施例1]
形質転換ダイズ植物を得る
本文書に記載された形質転換ダイズ植物の生成及び第1回評価に至る全てのステップ、例えば、
- 各遺伝子の単離又は合成
- 植物形質転換のためのベクターの生成
- ダイズ植物での各ベクターの形質転換
- ダイズさび病菌(soybean rust fungus)に対する形質転換植物の抵抗性の評価
は、
WO2014118018 (抵抗性遺伝子: EIN2)、実施例2、3及び6
WO2013149804 (抵抗性遺伝子: ACD)、実施例2、3及び6
WO2013001435 (抵抗性遺伝子: Pti5)、実施例2、3及び6
WO2014076614 (抵抗性遺伝子: SAR8.2)、実施例2、3及び6
WO2014024079 (抵抗性遺伝子: RLK2)、実施例2、3及び6
に記載されている。
【0089】
上記の文献が実施例3の1つを超える形質転換方法を指している場合、収量及びファコプソラ・パキリジに対する抵抗性に関する結果は、使用した形質転換方法とは無関係(independently)に見出された。
【0090】
T0及び/又はT1世代でのダイズさび病菌(soybean rust)に対する抵抗性の評価の結果に基づき、抵抗性及び表現型的に最もよく見える3～5事象をさらなる分析のために選抜した。
【0091】
ホモ接合T2又はT3種子を野外試験に使用した。ホモ接合種子を得るために、1コンストラクトあたり、選抜した3～5事象の分離T1種子Iをまいた(plant)。導入遺伝子がホモ接合性である個々の植物を、TaqMan(登録商標)PCRアッセイを使用してアッセイの製造者(Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA USA 02451)によって記載されているように選抜した。
【0092】
1事象あたり10～30のホモ接合植物を標準的な条件下(日長12時間、25℃)で生育させ、自殖した(純系の)「成熟」ホモ接合種子を定植の約120日後に収穫した。1事象あたり10～30のホモ接合植物全ての収穫した種子をプールした。
【0093】
[実施例2]
野外試験
1コンストラクトあたり3～5事象のホモ接合種子を、ダイズさび病菌に対する抵抗性、収量及び農業生産力(performance)について野外でテストした。
野外試験
1コンストラクトあたり3～5事象のホモ接合種子を、ダイズさび病菌に対する抵抗性、収量及び農業生産力(performance)について野外でテストした。
【0094】
野外試験は、ブラジルのサンパウロ州、ミナスジェライス州及びマットグロッソ州の最大3用地で行った。アジア型ダイズさび病菌の接種を確保するために、野外試験は天候条件に応じて、11月若しくは12月上旬(サフラ(Safra)シーズン)又は2月上旬(サフリーニャ(Safrinha)シーズン)にまいた。
【0095】
材料は、分割区法試験(長さ2m、1区画あたり4列)、1事象及び試験用地あたり3～4反復でテストした。形質成績をテストする野外試験は、標準的な栽培管理(standard cultural practice)(例えば、雑草及び害虫調整(control)並びに施肥に関して)を使用して、ただし菌類病を防除するための殺菌剤処理をせずに生育させた。
【0096】
区画の約10%を対照として使用した。試験設計に応じて、非形質転換野生型(WT)母系、又はトランスジェニック母系植物(上記参照)と並行して生育させた、ヌル分離個体から収穫した種子のバルクを対照として使用した。
【0097】
[実施例3]
ASR評点
ASR感染は、Godoyら(2006) (引用：Godoy, C.、Koga, L.、Canteri, M. (2006) Diagrammatic scale for assessment of soybean rust severity、Fitopatologia Brasileira 31(1))によって発表されたスキームを使用して専門家によって評点された。
ASR評点
ASR感染は、Godoyら(2006) (引用：Godoy, C.、Koga, L.、Canteri, M. (2006) Diagrammatic scale for assessment of soybean rust severity、Fitopatologia Brasileira 31(1))によって発表されたスキームを使用して専門家によって評点された。
【0098】
3つの群落レベル(小、中及び大群落)を独立に評点し、3つの群落レベル全ての感染の平均を感染としてカウントする。評点は、疾患の早期発症時点で開始し、主に6～8日ごとに繰り返し、全4～7回で行った。天候が疾患進行に適さない場合は、2つの評点間の期間を延長した。
【0099】
組み込み遺伝子座にのみ依存する導入遺伝子挿入の影響を排除するために、1野外試験あたり3～5回の独立したトランスジェニック事象をまいた。
【0100】
シーズンにわたる異なる事象における疾患進行を比較するために、本発明者らは疾患進行曲線下面積(AUDPC)を算出した(参考までに、M.J. Jeger及びS.L.H. Viljanen-Rollinson (2001) The use of the area under the disease-progress curve (AUDPC) to assess quantitative disease resistance in crop cultivars Theor Appl Genet 102:32～40頁参照)。
【0101】
相対的疾患抵抗性を算出するために、以下の式を使用した。
相対的疾患抵抗性= (AUDPC(対照) / AUDPC(事象)) - 1)×100%
相対的疾患抵抗性= (AUDPC(対照) / AUDPC(事象)) - 1)×100%
【0102】
遺伝子(コンストラクト)レベルでの相対的疾患抵抗性は、同じ遺伝子(=同じコンストラクト)を発現する3～5事象の相対的疾患抵抗性(上の式に基づく)を平均して算出した。
【0103】
ダイズさび病の疾患発生率及び重症度は環境条件に強く依存するため、野外試験は2～3ヶ所の異なる場所で最大5シーズン行った。結果の有意性を、異なる場所及びシーズンの平均効果に基づき算出した。
【0104】
異なる場所及び年の遺伝子/コンストラクトレベルでの平均相対的疾患抵抗性を下の表に示す。
【0105】
【表1】
【0106】
全ての遺伝子はRLK2を例外として、野外条件下、各シーズン、各用地で抵抗性の少なくともわずかな増大をもたらした。
【0107】
[実施例4]
収量の決定
収量決定に関して、エッジ効果による過大評価を減らすために1区画あたり2つの中央列(上記参照)のみを収穫した。区画の総穀粒重及び穀粒水分を記録することができるコンバインを使用した。水分補正後、穀粒収量をkg/区画からkg/haに算出した。
収量の決定
収量決定に関して、エッジ効果による過大評価を減らすために1区画あたり2つの中央列(上記参照)のみを収穫した。区画の総穀粒重及び穀粒水分を記録することができるコンバインを使用した。水分補正後、穀粒収量をkg/区画からkg/haに算出した。
【0108】
ほとんどの農業形質、例えば収量は環境条件に強く依存するため、野外試験は2～3ヶ所の異なる場所で最大5シーズン行った。結果の有意性を、異なる場所及びシーズンの平均効果に基づき算出した。
【0109】
【表2】
【0110】
CaSAR、Pti5及びRLK2の過剰発現は、ダイズさび病に感染した場合のダイズによってもたらされた収量を有意に増大させた。
【0111】
[実施例5]
異なる遺伝子によってもたらされた抵抗性及び収量の分析
全ての異なる遺伝子の発現によってもたらされたASR抵抗性を、他の農業形質、例えば収量と比較して分析した。2つの要因間の依存性(=相関)を分析するために、Pearsonによって開発された式(ピアソンの相関; r)に基づく相関分析を行った。式は以下の通り。
異なる遺伝子によってもたらされた抵抗性及び収量の分析
全ての異なる遺伝子の発現によってもたらされたASR抵抗性を、他の農業形質、例えば収量と比較して分析した。2つの要因間の依存性(=相関)を分析するために、Pearsonによって開発された式(ピアソンの相関; r)に基づく相関分析を行った。式は以下の通り。
【0112】
【数1】
【0113】
xは疾患抵抗性値であり、yは特定のシーズン及び場所からの収量値であり、nは値の全体数である(21)。
【0114】
式は-1～1の間の値を返し、ここで、1は強い正の関係を示し、-1は強い負の関係を示し、ゼロの結果は関係が全くないことを示す。0.4以下の全ての相関は一般的に弱いと考えられる。
【0115】
上の式を使用すると、収量 対 抵抗性の相関係数は-0.30であり、収量 対 抵抗性の極めて弱い負の相関を示している。これは、抵抗性が高い場合にしばしば収量が低くなることを意味する。これは、以前に文献にも記載されている事実である(発明を実施するための形態の項参照)。したがって、収量を増大させる抵抗性遺伝子も同定したことは驚くべきことであった。
【図1】
【配列表】
【国際調査報告】