Rapid cloning of disease-resistance genes in plants using mutagenesis and sequence capture

克隆(编程) 突变 基因 遗传学 植物抗病性 生物 位置克隆 生物技术 分子育种 作物 突变 农学 突变体 计算机科学 程序设计语言
作者
Burkhard Steuernagel,Sambasivam Periyannan,Inmaculada Hernández‐Pinzón,Kamil Witek,Matthew N. Rouse,Guotai Yu,Asyraf Hatta,Mick Ayliffe,Harbans Bariana,Jonathan D. G. Jones,Evans Lagudah,Brande B. H. Wulff
出处
期刊:Nature Biotechnology [Springer Nature]
卷期号:34 (6): 652-655 被引量:387
标识
DOI:10.1038/nbt.3543
摘要

A method for rapid cloning of plant disease-resistance genes could provide sustainable, genetic solutions to crop pests and pathogens in place of agrichemicals. Wild relatives of domesticated crop species harbor multiple, diverse, disease resistance (R) genes that could be used to engineer sustainable disease control. However, breeding R genes into crop lines often requires long breeding timelines of 5–15 years to break linkage between R genes and deleterious alleles (linkage drag). Further, when R genes are bred one at a time into crop lines, the protection that they confer is often overcome within a few seasons by pathogen evolution1. If several cloned R genes were available, it would be possible to pyramid R genes2 in a crop, which might provide more durable resistance1. We describe a three-step method (MutRenSeq)-that combines chemical mutagenesis with exome capture and sequencing for rapid R gene cloning. We applied MutRenSeq to clone stem rust resistance genes Sr22 and Sr45 from hexaploid bread wheat. MutRenSeq can be applied to other commercially relevant crops and their relatives, including, for example, pea, bean, barley, oat, rye, rice and maize.
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