[發明專利]耐除草劑的植物

無效

• 申請號: 201080058512.3
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102666859A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: R·魯伊特;T·戈爾茲
• 申請（專利權）人: 拜爾作物科學公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N9/88;C12N15/60;A01H5/00;A01H5/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 柴云峰;黃革生

發明領域

本發明涉及耐受除草劑更具體地AHAS抑制性除草劑的作物植物和作物部分，尤其是十字花科（Brassicaceae），特別是蕓苔屬（Brassica）種類的植物。本發明還涉及代表完全敲除型AHAS等位基因的突變AHAS核酸。更具體地，本發明涉及代表影響植物對AHAS抑制性除草劑的耐受性的完全敲除型和突變AHAS蛋白的核酸。

發明背景

乙酰羥酸合成酶（AHAS；EC?4.1.3.18，也被稱為乙酰乳酸合成酶或ALS）是植物體內生物合成支鏈氨基酸的一種關鍵酶（Tan等人,2005,PestManag?Sci，61:246-257）。AHAS是若干結構上不同的除草劑家族的作用位點，這些除草劑家族包括磺酰脲類、咪唑啉酮類、磺酰氨基羰基三唑啉酮類、三唑并嘧啶類和嘧啶基(氧代/硫代)苯甲酸酯類。由于動物體內不存在AHAS，AHAS抑制性除草劑在動物體內顯示出非常低的毒性（Duggleby等人,2008,Plant?Physiology?and?Biochemistry?46,309-324）。

甘藍型油菜是具有基因組A和C的異源四倍體，且包括五個AHAS基因座。AHAS2、AHAS3和AHAS4源于基因組A，然而AHAS1和AHAS5源于基因組C。AHAS1和AHAS3是甘藍型油菜中唯一的組成型表達的且編碼對生長和發育是必需的主要AHAS活性的基因（Tan?等人，Pest?ManagSci?61,p246-257，2005）。

已經描述了各種具有AHAS突變的植物，這些AHAS突變賦予對一種或多種AHAS抑制性除草劑的耐受性（對于綜述，參見Duggleby等人，2008年，表2，其通過引用結合在此。例如，Pro197到如Ser、Leu、His、Thr、Gln、Ala或Thr的突變可賦予對SU、IMI、PC、TP和/或SACT的耐受性，且已經描述于各種植物種類中，包括擬南芥、藜草、野蘿卜、茼蒿、煙草和卡諾拉油菜（Haugh等人,1988Mol?Gen?Genet?211:266-271；Sibony等人,Weed?Res?41:509-522,2001；Yu等人,2003,Weed?Science,51(6),p.831–838；Tal和Rubin?2004,Resistant?Pest?Management?Newsletter.13:p31-33.；Lee等人,1988,EMBO?J.7(5):p1241-1248；Ruiter等人,2003,Plant?Mol?Biol.53(5):p675-89；Shimizu等人,2008,Plant?Physiol.147(4):p1976-83）。

咪唑啉酮耐受性油菜突變體PM1和PM2（目前以卡諾拉油菜銷售）顯示單核苷酸置換，導致在AHAS1蛋白（PM1）內第653位氨基酸的天門冬氨酸到絲氨酸的置換，以及在AHAS3蛋白（PM2）內第574位的色氨酸到亮氨酸的置換。PM1僅耐受咪唑啉酮類，但PM2交叉耐受咪唑啉酮類與磺酰脲類，由此PM2引起的咪唑啉酮類耐受水平比PM1的高得多。當PM1和PM2突變疊加且是純合的時，獲得了對咪唑啉酮類除草劑的最高耐受水平（Tan等人，2005）。

WO09/046334描述了突變乙酰羥酸合成酶（AHAS）核酸和由突變核酸編碼的蛋白質，以及包括這些突變基因的卡諾拉油菜植物、細胞和種子，由此植物顯示出對咪唑啉酮類和磺酰脲類的增加的耐受性。

WO09/031031披露了抗除草劑的蕓苔屬植物以及新穎的編碼野生型和咪唑啉酮抗性蕓苔屬乙酰羥酸合成酶大亞基蛋白的多核苷酸序列、種子以及使用這樣的植物的方法。

美國專利申請09/0013424描述了具有提高的咪唑啉酮除草劑抗性的蕓苔屬品系（包括芥菜型油菜）、用于生成這樣的品系的方法和用于選擇這樣的品系的方法、以及蕓苔屬AHAS基因和序列和帶有產生咪唑啉酮類除草劑抗性的點突變的等位基因。

WO08/124495披露了編碼包括至少兩個突變的乙酰羥酸合成酶（AHAS）大亞基的突變體（如雙突變體和三突變體）的核酸，這些突變體用于生產具有改進的AHAS抑制性除草劑的耐受水平的轉基因或非轉基因植物。本發明還提供了表達載體、細胞、包括編碼AHAS大亞基雙突變體和三突變體的多核苷酸的植物、包括兩個或更多個AHAS大亞基單突變體多肽的植物、及其制備和使用方法。