本发明专利技术涉及编码玉蜀黍除草剂抗性基因的多核苷酸和使用方法。具体地，本发明专利技术涉及编码可以赋予针对至少一种除草剂的抗性的基因的多核苷酸序列。它进一步涉及携带包含所述多核苷酸序列的嵌合基因的植物和植物种子，所述多核苷酸序列增强或赋予针对至少一种除草剂的抗性，以及制备所述植物和种子的方法。本发明专利技术进一步提供了可以用作分子标记的序列，其依次可以用于鉴定玉米系中起因于新杂交的目的区域，并且通过避免敏感系快速且有效地选择最佳系用于育种策略。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于产生或增强植物中的除草剂抗性的组合物和方法。此外，本专利技术涉及已用本专利技术的组合物遗传转化的植物。
技术介绍
在农作物的商业生产中，希望容易且快速地从农作物植物的田地中清除不需要的植物(即，“杂草”)。理想的处理将是可应用于整块田地但仅清除不需要的植物同时使农作物植物不受伤害的处理。一种这样的处理系统涉及对除草剂耐受的农作物植物的使用。当除草剂喷洒在除草剂耐受农作物植物的田地上时，农作物植物继续茁壮成长而非除草剂耐受杂草被杀死或严重损害。针对特定除草剂的农作物耐受性可以通过将基因工程改造到农作物内来赋予，所述基因编码合适的除草剂代谢酶。在一些情况下，这些酶和编码其的核酸起源于植物。在其他情况下，它们衍生自其他生物 ，例如微生物。参见例如，Padgette等人(1996) “New weedcontrol opportunities !Development of soybeans with a Round UP Ready geneIPVasil (1996)“Phosphinothricin_resistant crops,，，2个参考文献都在Herbicide-ResistantCrops,编辑 Duke (CRC Press, Boca Raton, Florida)第 54-84 页和第 85-91 页。事实上，转基因植物已进行工程改造以表达来自多种生物的多种除草剂耐受基因，包括编码大鼠细胞色素P4507A1和酵母NADPH-细胞色素P450氧化还原酶的嵌合蛋白质的基因(Shiota等人(1994)Plant Physiol.106:17)，以及其他植物 P450 基因(参见，例如，Didierjean,L.等人(2002) Plant Physiol.130:179-189 ；Morant, M.S.等人(2003) Opinion inBiotechnology 14:151-162)。赋予针对除草剂耐受性的其他基因包括:乙酰轻酸合酶(“AHAS”)，其已发现对表达其的植物赋予针对多个ALS除草剂类型的抗性，并且已引入多种植物内(参见，例如，Hattori等人(1995)Mol.Gen.Genet.246:419);谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶(Aono等人(1995)Plant Cell Physiol.36:1687);和关于各种磷酸转移酶的基因(Datta 等人(1992) Plant Mol.Biol.20:619)。尽管除草剂耐受农作物植物目前是商购可得的，但农作物生产的每个方面中的改善是持续需要的。不幸的是，目前商购可得的除草剂和农作物都具有可以限制其在商业农作物生产中的有用性的特定特征。特别地，个别除草剂具有针对常见杂草物种的不同和不完全的活性谱。除草剂的乙酰乳酸合酶或ALS (也称为AHAS)家族通过抑制氨基酸的支链的产生来控制杂草，所述氨基酸是植物生长和发育所必需的。特别地，它们与植物ALS酶结合。在这个家族中常用的除草剂尤其包括烟嘧黄隆、玉嘧黄隆和绿黄隆。这个种类中的除草剂可以是相当农作物特异的。本专利技术的实施方案涉及针对除草剂的ALS抑制类别的成员抗性的植物，所述ALS抑制类别包含除草剂的5个亚类，包括但不限于除草剂的磺酰脲(SU)家族和除草剂的咪唑啉酮家族。除草剂的色素合成抑制类别靶向允许植物合成色素的酶，所述色素例如类胡萝卜素色素或叶绿素色素。色素的丧失导致叶绿素的光破坏和植物组织的增白，这是许多除草齐IJ常称为“漂白”除草剂的原因。漂白除草剂的亚类的例子是HPro抑制类别，这抑制4-羟苯丙酮酸双加氧酶(HPPD) (Lee等人(1997) Weed Sc1.45:601-609)。这个家族的除草剂包括但不限于尤其是硝草酮(mesotrione)、tembotrione、苯卩比唑草酮(topramezone)和横草酮。由于除草剂的代谢，玉米对硝草酮一般是耐受的(Mitchell等人(2001)Pest Mgt.Sc1.57:120-128)。相同的解毒系统可以给予针对硝草酮和一些SU除草剂的耐受性(Green&WiIIiams (2004)Proceedings Weed Science Society of America 44:13)。本专利技术的实施方案涉及针对除草剂的色素合成抑制类别的成员抗性的植物。除草剂的原卟啉原氧化酶(PPO)抑制类别干扰叶绿素的合成，从而导致产生高度活性的化合物(自由基)的化合物。这些活性化合物破坏细胞膜，这导致与这些产物的芽后(post-emergence)应用相关的烧叶。这个家族中的除草剂包括但不限于尤其是三氟羧草醚、氟黄胺草醚、乳氟禾草灵、磺胺草唑、氟酮唑草、酰亚胺苯氧乙酸和氟嗪酮。本专利技术的实施方案涉及针对除草剂的PPO抑制类别的成员抗性的植物。光系统II (PSII)抑制除草剂具有涉及与光系统II的电子传递链中的组分相互作用的作用方式。光合作用要求电子从光系统II传递到光系统I。这个电子传递链中的关键步骤是在类囊体膜中由D1蛋白质还原质体醌(PQ)。PSII抑制剂除草剂与D1蛋白质结合，从而抑制PQ结合且中断电子传递过程。这导致植物不能固定二氧化碳且不能产生植物存活所需的碳水化合物。电子传递中的阻断还引起氧化应激和引起快速细胞损伤的自由基的产生。PSII抑制除草剂由几个除草剂家族代表,包括均三氮苯、三嗪酮(triazinone)(不对称的三嗪)、取代的尿素、尿嘧啶、哒嗪酮、氨基甲酸苯酯、腈、苯并噻二唑、苯基哒嗪和酰胺。本专利技术的实施方案涉及针对除草剂的PSII抑制类别的成员抗性的植物。合成生长素除草剂是广泛使用的除草剂类别，其模拟由植物生产的天然生长素激素。生长素调节许多植物过程，包括细胞生长和分化。生长素在植物中一般以低浓度呈现。合成生长素除草剂模拟天然生长素且在细胞中引起相对高的浓度，这导致快速的生长应答。用这些除草剂处理的易感植物显示出可以称为‘生长素超剂量’的症状，并且由于增加速度的无规且不受控制的生长而最终死亡。本专利技术的实施方案涉及针对除草剂的合成生长素类别的成员抗性的植物。本专利技术的一些实施方案基于负责玉蜀黍中重要的除草剂抗性机制的基因的精细作图、克隆和表征。已知从20世纪90年代早期开始,玉蜀黍(玉蜀黍(Zea mays) L.)中针对磺酰脲除草剂亚型(烟嘧黄隆、玉嘧黄隆、氟嘧黄隆和噻黄隆)的天然耐受性受单基因(由 Kang(1993) Journal of Heredity84 (3):216-217 命名为 nsf)的控制，具有显性的抗性和隐性的敏感 性(Harms等人(1990) Theor.Appl.Genet.80:353-358 ；Kang (1993)同上；Green & Uhlrich (1993) Weed Sc1.41:508-516 ；Green& Uhlrich (1994)Pestic.Sc1.40 =187-191)。还已知耐受的玉蜀黍植物通过羟基化作用来代谢烟嘧黄隆，具有细胞色素 P450 的特征(Fonne-Pfister 等人(1990)Pesticide Biochem.Ptysiol.37:165-173 ；Brown &am本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测定植物中编码NSF1蛋白质的多核苷酸的存在的方法，其包含下述的至少一种：（a）从所述植物中分离核酸分子，且通过尝试扩增与编码NSF1蛋白质的多核苷酸同源的序列测定编码NSF1蛋白质的多核苷酸是否存在，或（b）从所述植物中分离核酸分子，且使用与编码NSF1蛋白质的多核苷酸同源的序列进行DNA或RNA杂交，或（c）从所述植物中分离蛋白质，且使用针对NSF1蛋白质的抗体进行蛋白质印迹，或（d）从所述植物中分离蛋白质，且使用针对NSF1蛋白质的抗体进行ELISA测定，由此测定所述植物中编码NSF1蛋白质的多核苷酸的存在。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：T丹，AD小圭达，CB哈策尔，B李，ME威廉斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：
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