[發明專利]柳枝稷生物學防范

無效

• 申請號: 200980147101.9
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102224243A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 彼得.N.瑪西亞;邁克爾.F.波特雷科;戴維.V.唐
• 申請（專利權）人: 希爾雷斯股份有限公司
• 主分類號: C12N15/09
• 分類號: C12N15/09;A01H1/00;C12N15/29;C07K14/415
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 閔丹

關于聯邦資助研究的聲明

本文中所描述工作的資金由聯邦政府提供(美國農業部撥款號8-3A75-6-501，項目DE-PS36-06GO96002F)，聯邦政府具有本發明的某些權利。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2008年11月25日提交的第61/117,612號美國申請的優先權。認為在先申請的公開內容是本申請公開內容的一部分(且其以引用的方式并入本文)。

發明領域

本發明涉及用于轉基因植物的生物防范的方法和材料。具體而言，本發明屬于可用于使柳枝稷(switchgrass)中不必要的轉基因傳遞最小化的方法和材料。

發明背景

柳枝稷是黍科的一種耐寒的多年生暖季草。柳枝稷原產于美國和加拿大中部平原，并且能生長到高達1.8m至2.2m。柳枝稷通過根莖和小穗上生成的種子繁殖。通常認為一片柳枝稷生長三年才能達到其完全的潛力。柳枝稷使用C4碳固定途徑，所述C4碳固定途徑允許其生長期期間水利用效率的改善，這在干旱和高溫條件下提供了優勢。一旦建立，柳枝稷還耐受水淹，而且生長快速，捕獲相當大量的太陽能，并將其轉化成木質纖維素組分形式的儲能。

柳枝稷作為牧草、作為控制侵蝕的地被物及作為家畜飼料使用。柳枝稷在氮固定方面是高度有效的，而且可以在作物輪作中種植以補充被其它作物(諸如玉米)自土壤消耗的營養物。

柳枝稷也可以作為能源作物使用。柳枝稷作為能源作物提供了重要的優點，這部分是因為它可以液化、氣化或直接燃燒。一旦在田地中建立，它通常每年或每半年收獲，在再種植前持續10年或更長。自柳枝稷的乙醇生產可提供的凈能量輸出比玉米多20倍，而且自空氣除去相當多的CO₂。柳枝稷具有每公噸植物材料生產多達100加侖(380升)乙醇的潛力，與來自甘蔗蔗糖的665加侖乙醇和來自玉米淀粉的400加侖相比，這給予柳枝稷每英畝生產1000加侖乙醇的潛力。

柳枝稷顆粒的燃燒可以導致僅剩余初始質量的3％至4％作為灰燼，這部分是由于與涼季草相比，柳枝稷的硅和氯含量較低。可以通過讓柳枝稷在田地里過冬，由此進一步經由淋洗過程來降低硅和氯含量，從而進一步降低灰分含量。與粘土形成對比，從灰分含量觀點來看，在砂類土中生產柳枝稷也有優點，這又基于硅和氯含量。

現在，轉基因植物在農業產業中是常見的。柳枝稷中期望的轉基因性狀包括昆蟲抗性、應激耐受性和增加的生物質產率。隨著轉基因柳枝稷植物得到開發并引入環境中，控制轉基因性狀從轉基因柳枝稷植物向其它傳統的和轉基因的柳枝稷品種或者甚至其它植物物種的不期望的擴散是重要的。雖然已經采用物理隔離和花粉捕捉邊行來控制研究條件下的其它物種的轉基因植物，但是這些方法都很麻煩，而且對于柳枝稷而言是不實際的。在沒有機械干預的情況下，有效控制轉基因性狀的傳遞和表達的方式對于管理生物質制備中使用的轉基因柳枝稷植物會是有用的。

發明概述

本發明的特征在于可用于控制轉基因性狀在柳枝稷植物中傳遞的方法和材料。本發明的方法和材料使轉基因性狀從一種轉基因柳枝稷植物群體向其它柳枝稷群體的不必要的傳遞最小化或者甚至消除，因此便于栽培轉基因柳枝稷。

在一個方面，本發明的特征在于一種用于生成柳枝稷種子的方法和通過所述方法生成的F₁種子和植物。該方法包括雜交在傳粉方面接近多個第二柳枝稷植物處種植的多個第一柳枝稷植物。第一柳枝稷植物對于第一外源核酸是純合的，所述第一外源核酸包含與植物不育序列可操作連接的轉錄因子激活序列。第二柳枝稷植物對于第二外源核酸是純合的，所述第二外源核酸包含與結合激活序列的轉錄因子的編碼序列可操作連接的調節區。

所述方法還包括收集在第一柳枝稷植物和/或第二柳枝稷植物上形成的F₁種子。自F₁種子種植的F₁柳枝稷植物表達植物不育序列，而且是不育的。

第一柳枝稷植物、第二柳枝稷植物或第一和第二柳枝稷植物兩者是克隆繁殖性植物。例如，第一柳枝稷植物可以是克隆繁殖性植物，而第二柳枝稷植物是遺傳異質植物群體。或者，第一柳枝稷植物和第二柳枝稷植物兩者可以是克隆繁殖性植物。作為另一個備選，第一柳枝稷植物可以是異質植物群體，而第二柳枝稷植物可以是克隆繁殖性植物。