合成的除草剂抗性基因制造技术

本发明专利技术提供了ＤＮＡ分子，ＤＮＡ构建体，包含合成的ＤＮＡ序列的转基因植物和转基因植物的一部分。该合成的ＤＮＡ序列编码将２，４－二氯苯氧乙酸（２，４－Ｄ）降解为二氯酚的酶。该合成的ＤＮＡ序列包含编码该酶的天然微生物序列，其中天然微生物的至少多数密码子已被植物更优选的密码子取代。本发明专利技术也提供了通过给田地应用生长素除草剂，如２，４－Ｄ来控制含有根据本发明专利技术的转基因植物的田地中的杂草的方法。本发明专利技术进一步提供了使用生长素除草剂选择已用根据本发明专利技术的ＤＮＡ构建体转化的植物或植物细胞的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成的除草剂抗性基因，其制备除草剂抗性转基因植物及其用作选择性标记的用途。
技术介绍
2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)是用于控制阔叶杂草的除草剂。2，4-D由富氧产碱菌和其它微生物降解。编码富氧产碱菌对2，4-D的降解途径中的第一个酶是tfdA。这个基因编码催化2，4-D转变为2，4-二氯酚(DCP)的二加氧酶。DCP对植物的毒性比2，4-D小得多，并且已经报道含有tfdA基因的转基因烟草作物、棉花植物和阔叶树对2，4-D的耐受增加。Streber等，Bio/Technology，7，811-816(1989)；Lyon等，Plant Molec.Biol.，13，533-540(1989)；Bayley等，Theor.Appl.Genet.，83，645-649(1992)；Llewellyn和Last，inHerbicide-Resistant Crops，第10章，159-174页(Duke，主编CRCPress(1996))；Last和Llewellyn，Weed Science，47，401-404(1999)；美国专利6,153,401，6,100,446和5,608,147；和PCT申请WO 98/38294和WO 95/18862。然而，尚未获得在农业情形下可能遇到的转基因植物抗2，4-D的水平。见Last和Llewellyn，WeedScience，47，401-404(1999)。这些作者提示tfdA基因的密码子优化“可能增强耐受性水平。”Id.at 404。tfdA基因也已经用作鉴定转化植物和植物细胞的选择标记。美国专利5,608,147；PCT申请WO 95/18862。专利技术概述本专利技术提供了包含合成的DNA序列的DNA分子。该合成的DNA序列编码将2，4-二氯苯氧乙酸降解为二氯酚的酶。合成的DNA序列包括编码该酶的天然微生物序列，其中天然微生物序列的至少多数密码子已被植物更优选的密码子取代。本专利技术也提供了包含刚刚描述的合成的DNA序列的DNA构建体。在这个构建体中，合成的DNA序列可操作地连接植物基因表达控制序列。本专利技术进一步提供了转基因植物或植物的一部分。该转基因植物或植物的一部分包括与植物基因表达控制序列可操作连接的合成的DNA序列。本专利技术也提供了控制含有根据本专利技术转基因植物的田地中的杂草的方法。该方法包括给田地应用有效控制田地中杂草的量的生长素除草剂。由于包含并表达合成的DNA序列，转基因植物耐受生长素除草剂。的确，第一次，制备了耐受生长素除草剂水平基本高于农业中控制杂草正常使用的水平的转基因植物。本专利技术进一步提供了选择转化植物和植物细胞的方法。选择转化植物细胞的方法包括提供植物细胞群。至少群体中有些植物细胞被本专利技术的DNA构建体转化。接着，所得植物细胞群在含有选择使得转化植物细胞增生和未转化植物细胞不增生的浓度的生长素除草剂的培养基中生长。选择转化植物的方法包括提供怀疑包含根据本专利技术转基因植物的的植物群。接着，将生长素除草剂应用于植物群，所选除草剂的量使得转化植物生长和未转化植物的生长被抑制。附图简述附图说明图1pProPC1SV-SAD的图。图2pPZP211-PNPT-311g7的图。图3pPZP211-PNPT-512g7的图。图4pPZP211-PNPT-311-SAD的图。图5pPZP211-PNPT-512-SAD的图。在这些图中，SAD＝为双子叶植物改编的降解2，4-D的合成基因；CDS＝编码序列；AMV-前导区＝来自苜蓿花叶病毒35S转录物的5’非翻译前导序列；PC1SV-启动子＝花生褪绿条死病病毒启动子；T-Left＝根癌土壤杆菌胭脂氨酸Ti质粒pTiT37的T-DNA左侧；35SpolyA＝花椰菜花叶病毒(CaMV)35S转录物的3′聚腺苷酸化(polyA)终止信号序列；NPTII＝新霉素磷酸转移酶II；g7PolyA＝根癌土壤杆菌章鱼氨酸质粒的T左侧内的基因7的3′polyA终止信号；MCS＝多克隆位点；T-Right＝根癌土壤杆菌Ti质粒pTiT37的T-DNA右侧。本专利技术优选实施方案的详细描述本专利技术提供了合成的DNA序列。这里使用的“合成的”是指非天然存在序列的DNA序列。本专利技术的合成的DNA序列编码将2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)降解为二氯酚(DCP)的酶。该合成的DNA序列包括编码该酶的天然微生物序列，其中天然微生物序列的至少多数密码子已被植物更优选的密码子取代。“天然微生物序列”是编码可将2，4-D降解为DCP的酶的天然存在的微生物基因的编码序列。因此，“天然微生物序列”可以是分离自微生物的cDNA或基因组克隆的编码序列，可以是具有与这种克隆相同的编码序列的化学合成的DNA分子，或可以是这种序列的组合。已经证明了几个细菌属中2，4-D降解的多种酶途径。见如Lyon等Plant Molec.Biol.，13，533-540(1989)，和这里引用的参考文献。富氧产碱菌株(strains of Alcaligenes eutrophus)是这些细菌中研究最广泛的。在A.eutrophus降解途径中的第一个酶将2，4-D转变为DCP。这个酶，通常称作单加氧酶，但是现在已知是二加氧酶(见Fukumori等，J.Bacteriol.，175，2083-2086(1993))，由tfdA基因编码。因此，天然微生物序列可以是编码tfdA二加氧酶的cDNA或基因组克隆的编码序列。Bayley等Theor.Appl.Genet.，83，645-649(1992)，Lyon等Plant Molec.Biol.，13，533-540(1989)，Streber等J.Bacteriology，169，2950-2955(1987)，Perkins和Lurquin，J.Bacteriology，170，5669-5672(1988)和美国专利6,100,446和6,153,401中描述了这种克隆及其分离作用。也见Maniatis等Molecular CloningA Laboratory Manual，ColdSpring Harbor，NY(1982)，Sambrook等，Molecular CloningALaboratory Manual，Cold Spring Harbor，NY(1989)。已知很多细菌能够降解2，4-D，包括不动杆菌，Achromobacter，产碱菌属，节杆菌，棒状杆菌，产黄菌，假单胞菌和放线菌株(如诺卡氏菌亚种和绿产色链霉菌)(见如Llewellyn和Last，inHerbicide Resistant Crops，第10章(Stephen O.Duke ed.，CRCPress Inc.(1996))，Bayley等，Theor.Appl.Genet.，83，645-649(1992)，Lyon等，Plant Molec.Biol.，13，533-540(1989)，and Streber等，J.Bacteriology，169，2950-2955(1987)，Loos，in Degradation Of Herbicides，pages 1-49(Kearney andKaufman，主编.，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含合成的ＤＮＡ序列的ＤＮＡ分子，该合成的ＤＮＡ序列编码将２，４－二氯苯氧乙酸降解为二氯酚的酶，并且该合成的ＤＮＡ序列包含编码该酶的天然微生物序列，其中天然微生物序列的至少多数密码子已被植物更优选的密码子取代。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ奥利弗，JJ伯克，JP费尔滕，
申请(专利权)人：美国政府农业部，
类型：发明
国别省市：US[美国]