Published July 17, 2017 | Version v1
Publication Open

R/Avr gene expression study of Rpi-vnt1.1 transgenic potato resistant to the Phytophthora infestans clonal lineage EC-1

Creators

  • 1. International Potato Center
  • 2. Kunming Institute of Botany

Description

The Avr avirulence gene of Phytophthora infestans and R gene of the potato are the genetic components of the gene-for-gene interaction resulting in host plant resistance. This effector-triggered immunity has been recently exploited to generate extreme resistance to late blight in potato by genetic engineering. The choice of the R genes, their number forming a R gene stack, and the pathogen Avr gene diversity will likely determine how long this extreme resistance will last. Here, we report on a comparative study on the Rpi-vnt1.1 gene which originated from Solanum venturii, and was introduced in the potato variety 'Desiree' by genetic transformation, and the Avr-vnt1 gene from two isolates of the EC-1 lineage of P. infestans. EC-1 was reported previously as not expressing the Avr-vnt1 gene and, therefore, being virulent on Rpi-vnt1.1 transgenic plants. Unexpectedly, whole-plant resistance assays identified 5 out of 52 transgenic events as resistant to two isolates of P. infestans, POX067 and POX109, belonging to the EC-1 lineage. We demonstrated that in both isolates, the Avr-vnt1.1 gene was expressed at a low level. Expression of the Rpi-vnt1.1 gene was shown to be rapidly increased by two-fold and subsequently to have steady state expression for at least 5 days after the inoculation. The Rpi-vnt1.1 gene in addition to other R genes as a stack in farmers' preferred varieties will confer extreme resistance to late blight disease and rotations of plants with different R-gene-stack in time is likely to last longer than plants with single R gene.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

إن جين Avr avirulence من Phytophthora infestans وجين R للبطاطس هما المكونات الوراثية للتفاعل بين الجين والجين مما يؤدي إلى مقاومة النبات المضيف. تم استغلال هذه المناعة المستجيبة مؤخرًا لتوليد مقاومة شديدة للآفة المتأخرة في البطاطس بواسطة الهندسة الوراثية. من المرجح أن يحدد اختيار جينات R، وعددها الذي يشكل كومة جينات R، وتنوع جينات Avr الممرض المدة التي ستستمر فيها هذه المقاومة الشديدة. هنا، نقدم تقريرًا عن دراسة مقارنة حول جين Rpi - vnt1.1 الذي نشأ من Solanum venturii، وتم إدخاله في صنف البطاطس "Desiree" عن طريق التحول الجيني، وجين Avr - vnt1 من عزلتين من سلالة EC -1 من P. infestans. تم الإبلاغ سابقًا عن أن EC -1 لا يعبر عن جين Avr - vnt1، وبالتالي، يكون ضارًا على النباتات المعدلة وراثيًا Rpi - vnt1.1. بشكل غير متوقع، حددت فحوصات مقاومة النبات بالكامل 5 من أصل 52 حدثًا معدلًا وراثيًا على أنها مقاومة لعزلتين من P. infestans، POX067 و POX109، تنتمي إلى سلالة EC -1. أظهرنا أنه في كلا العزلين، تم التعبير عن جين Avr-vnt1.1 بمستوى منخفض. تبين أن التعبير عن جين Rpi - vnt1.1 يزداد بسرعة بمقدار الضعف وبالتالي يكون له تعبير ثابت عن الحالة لمدة 5 أيام على الأقل بعد التلقيح. سيمنح جين Rpi - vnt1.1 بالإضافة إلى جينات R الأخرى ككومة في الأصناف المفضلة للمزارعين مقاومة شديدة لأمراض اللفحة المتأخرة ومن المرجح أن تستمر دورات النباتات ذات المكدس الجيني R المختلف في الوقت المناسب لفترة أطول من النباتات ذات جين R واحد.

Translated Description (French)

Le gène d'avirulence Avr de Phytophthora infestans et le gène R de la pomme de terre sont les composants génétiques de l'interaction gène pour gène entraînant une résistance de la plante hôte. Cette immunité déclenchée par un effecteur a récemment été exploitée pour générer une résistance extrême au mildiou de la pomme de terre par génie génétique. Le choix des gènes R, leur nombre formant une pile de gènes R et la diversité des gènes pathogènes Avr détermineront probablement la durée de cette résistance extrême. Ici, nous rapportons une étude comparative sur le gène Rpi-vnt1.1 qui provient de Solanum venturii, et a été introduit dans la variété de pomme de terre « Desiree » par transformation génétique, et le gène Avr-vnt1 à partir de deux isolats de la lignée EC-1 de P. infestans. EC-1 a été signalé précédemment comme n'exprimant pas le gène Avr-vnt1 et, par conséquent, comme étant virulent sur les plantes transgéniques Rpi-vnt1.1. De manière inattendue, les tests de résistance des plantes entières ont identifié 5 des 52 événements transgéniques comme résistants à deux isolats de P. infestans, POX067 et POX109, appartenant à la lignée EC-1. Nous avons démontré que dans les deux isolats, le gène Avr-vnt1.1 était exprimé à un faible niveau. L'expression du gène Rpi-vnt1.1 s'est avérée être rapidement multipliée par deux et par la suite avoir une expression à l'état d'équilibre pendant au moins 5 jours après l'inoculation. Le gène Rpi-vnt1.1, en plus d'autres gènes R en tant que pile dans les variétés préférées des agriculteurs, conférera une résistance extrême à la maladie du mildiou et les rotations des plantes avec différentes piles de gènes R dans le temps sont susceptibles de durer plus longtemps que les plantes avec un seul gène R.

Translated Description (Spanish)

El gen de avirulencia Avr de Phytophthora infestans y el gen R de la papa son los componentes genéticos de la interacción gen por gen que da como resultado la resistencia de la planta huésped. Esta inmunidad activada por efectores se ha explotado recientemente para generar una resistencia extrema al tizón tardío en la papa mediante ingeniería genética. La elección de los genes R, su número formando una pila de genes R y la diversidad de genes Avr del patógeno probablemente determinarán cuánto tiempo durará esta resistencia extrema. Aquí, informamos sobre un estudio comparativo sobre el gen Rpi-vnt1.1 que se originó a partir de Solanum venturii, y se introdujo en la variedad de papa 'Desiree' por transformación genética, y el gen Avr-vnt1 de dos aislados del linaje EC-1 de P. infestans. Anteriormente se informó que EC-1 no expresaba el gen Avr-vnt1 y, por lo tanto, era virulento en plantas transgénicas Rpi-vnt1.1. Inesperadamente, los ensayos de resistencia de toda la planta identificaron 5 de 52 eventos transgénicos como resistentes a dos aislados de P. infestans, POX067 y POX109, pertenecientes al linaje EC-1. Demostramos que en ambos aislados, el gen Avr-vnt1.1 se expresaba a un nivel bajo. Se demostró que la expresión del gen Rpi-vnt1.1 aumentaba rápidamente en dos veces y posteriormente tenía una expresión en estado estacionario durante al menos 5 días después de la inoculación. El gen Rpi-vnt1.1, además de otros genes R como una pila en las variedades preferidas de los agricultores, conferirá una resistencia extrema a la enfermedad del tizón tardío y es probable que las rotaciones de plantas con diferente pila de genes R en el tiempo duren más que las plantas con un solo gen R.

Files

s11240-017-1281-9.pdf.pdf

Files (1.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:66b9edff2ca01848db83cc15bf715bfd
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
R/AVR دراسة التعبير الجيني لـ Rpi - vnt1.1 بطاطس معدلة وراثيًا مقاومة للنسب النسلي لـ Phytophthora infestans EC -1
Translated title (French)
Étude de l'expression génique R/Avr de la pomme de terre transgénique Rpi-vnt1.1 résistante à la lignée clonale EC-1 de Phytophthora infestans
Translated title (Spanish)
Estudio de expresión génica R/Avr de patata transgénica Rpi-vnt1.1 resistente al linaje clonal EC-1 de Phytophthora infestans

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2734778941
DOI
10.1007/s11240-017-1281-9

Is supplement to
https://openalex.org/W890612514 (Other)
https://openalex.org/W825867097 (Other)
https://openalex.org/W3082332284 (Other)
https://openalex.org/W2911772392 (Other)
https://openalex.org/W2802710051 (Other)
https://openalex.org/W2592881512 (Other)
https://openalex.org/W2393036674 (Other)
https://openalex.org/W2371554596 (Other)
https://openalex.org/W2079389547 (Other)
https://openalex.org/W1974819356 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1590815151
  • https://openalex.org/W1978895437
  • https://openalex.org/W1987885117
  • https://openalex.org/W1996014015
  • https://openalex.org/W1999840011
  • https://openalex.org/W2003971681
  • https://openalex.org/W2003984381
  • https://openalex.org/W2030350258
  • https://openalex.org/W2045188502
  • https://openalex.org/W2045439285
  • https://openalex.org/W2067247089
  • https://openalex.org/W2068988474
  • https://openalex.org/W2099249565
  • https://openalex.org/W2103574752
  • https://openalex.org/W2106440674
  • https://openalex.org/W2112731187
  • https://openalex.org/W2122195675
  • https://openalex.org/W2130799675
  • https://openalex.org/W2142007302
  • https://openalex.org/W2149399194
  • https://openalex.org/W2150918373
  • https://openalex.org/W2161103806
  • https://openalex.org/W2162515800
  • https://openalex.org/W2163298865
  • https://openalex.org/W2163589185
  • https://openalex.org/W2165182802
  • https://openalex.org/W2166670725
  • https://openalex.org/W2167430742
  • https://openalex.org/W2168647819
  • https://openalex.org/W2262196520
  • https://openalex.org/W2565586289
  • https://openalex.org/W2579893299
  • https://openalex.org/W805154366
  • https://openalex.org/W838762844