除草剂抗性稻制造技术

所公开的稻植物具有针对通常抑制植物乙酰羟酸合酶（ＡＨＡＳ）的除草剂的多种来源的抗性。除了控制红稻以外，许多抑制ＡＨＡＳ的除草剂还有效地控制其它稻田常见杂草。这些除草剂中数种具有残留活性，以致一次处理既能控制已有杂草又能控制以后萌发的杂草。由于有了抵抗红稻和其它杂草的有效残留活性，稻生产者现在拥有一种优越于商业上现在可以获取的那些系统的杂草控制系统。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除草剂抗性稻，特别涉及通常干扰植物乙酰羟酸合酶(AHAS)的除草剂例如咪唑啉酮除草剂和磺酰脲类除草剂抗性稻。
技术介绍
在植物中开发新型除草剂抗性提供显著的生产和经济优势。稻生产经常受限于一种与稻近缘的在商业稻田中生长茂盛的杂草的优势。该杂草通常称为“红稻与栽培稻属于相同的属(Oryza sariva L.)。红稻和商业稻的遗传相似性使红稻的除草控制变得困难。除草剂OrdramTM(草达灭S-乙基六氢-1氢-氮杂硫赶氨基甲酸酯)和BoleroTM(杀草丹S-[(4-氯苯基)甲基]二乙基氮杂硫赶氨基甲酸酯)提供对红稻的部分抑制，但是现在还没有实际控制红稻的除草剂用于商品化稻田，因为稻已有的商品化栽培品种对这些除草剂同时具有敏感性。开发对红稻有效的除草剂抗性的突变商品化稻品系会大大地增强控制红稻侵染的能力。为控制红稻蔓延，美国南方的稻生产者通常交替耕种稻和大豆。这种轮作尽管在经济上通常是经济上不值得的，然而常常还是必要的，因为现在还没有能在商业稻田上选择性地控制红稻蔓延的除草剂。在大豆耕作期间，生产者有大量可以获取的除草剂能被用于红稻，因此下一年又可以种植稻。美国的稻生产者如果种植大豆代替稻，每年每英亩的损失可达200-300美国，这个潜在的损失每年影响大约250万英亩土地。在美国，另外有估计为5千万美圆的损失是因为磨米厂支付更低的价格购买受红稻污染货物。在美国南方的红稻生产中，由红稻引起的总损失估计在每年5千-7千5百万美圆。在其它稻生产国，由红稻引起的经济损失更大。在稻生产中，稻生产者通常使用除草剂敌稗(propanil)(商品名StamTM)或草达灭(molihate)(商品名OrdramTM)控制杂草。敌稗没有残留活性。草达灭对鱼类有毒性。这些除草剂没有一种能够控制红稻。咪草烟(Imazathapyr)((±)-2-[4，5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1氢-咪唑-2-基]-5-乙基-3-吡啶羧酸)提供一种环境可以接受的草达灭替代品，它具有敌稗所缺乏的残留杂草控制活性，是一种对红稻非常有效的除草剂。对于稻生产上重要的其它杂草，包括谷仓院地杂草，咪草烟也提供卓为有效的控制。谷仓院地杂草是稻生产中一种主要的杂草，当前用敌稗或草达灭来控制。然而，有报道说谷仓院地杂草正在形成敌稗抗性。在美国，对于能控制红稻的除草剂具有抗性的稻品种，其总潜在市场是大约530万英亩，美国之外的潜在市场更大。世界稻生产占地约35000万亩。在美国、巴西、澳大利亚、西班牙、意大利、巴基斯坦、北朝鲜、南朝鲜、菲律宾、越南、中国、巴西、阿根廷、哥伦比亚、印度、巴基斯坦、孟加拉、日本、厄瓜多尔、墨西哥、古巴、马来西亚、泰国、印度尼西亚、斯里兰卡、委内瑞拉、缅甸、尼日利亚、乌拉圭、秘鲁和其他稻米生产国，红稻是稻生产的杂草害。抑制乙酰羟酸合酶的除草剂，如果能够用于商业稻生产，将提供许多超过现有除草剂的优势。潜在的优势包括长效的残留抗杂草活性，有效控制稻生产中更为重要的杂草，包括红稻，以及相对的环境接受性。即使在红稻现在还不构成问题的地区，获取除草剂抗性稻将给农民提供一个适于在稻田中使用的新除草剂“军火库”，对稻生产实践产生一个重要的影响。美国专利4,761,373描述了通过将组织培养暴露于除草剂来开发突变的除草剂抗性玉米植物。据说突变的玉米植物具有一种改变的酶，即乙酰羟酸合酶，它给予抗特定咪唑啉酮和磺胺类除草剂的抗性。请参阅美国专利5,304,732，5,331,107和5,718,079号；以及欧洲专利申请0 154 204 A2号。Lee等，“番茄中磺酰脲除草剂抗性的分子基础”，欧洲分子生物学组织杂志(The EMBO J.)7卷5期，1241-1248页(1988)，描述了从Nicotiana tabacum分离和鉴定具有指定除草剂抗性形式的乙酰乳酸合酶(又称为乙酰羟酸合酶)，并将那些基因再次引入番茄的敏感品系。Saxena等，“Datura innoxia中的除草剂抗性植物生理学.85卷863-867页(1998)描述了数种抗磺酰脲除草剂的Datura innoxia品系，还发现其中某些对咪唑啉酮除草剂有交叉抗性。Mezur等，植物乙酰乳酸合酶编码基因的分离和鉴定，两类除草剂的靶酶植物生理学.85卷，1110-1117页(1987)，讨论来自不同物种的乙酰乳酸合酶之间同源程度的研究。美国专利5,767,366号公开利用从植物例如突变拟南芥(Arabidopsis thaliana)中克隆的基因所给予咪唑啉酮抗性以遗传工程的方式所转化的植物。参见一篇相关文章，Sathasivan等，“咪唑啉酮抗性的拟南芥哥伦比亚变种中突变的乙酰乳酸合酶的核苷酸序列核酸研究(Nucleic Acids Research)18卷8期2188页(1990)。除红稻之外其它植物的除草剂抗性AHAS酶的实例，公开于以下文献美国专利5,013,659号；K.Newhouse等，“玉米(Zea mays L.)的咪唑啉酮除草剂抗性突变”，理论应用遗传学(Theor.Appl.Genet.)83卷65-77页(1991)；K.Sathasivan等，“拟南芥哥伦比亚变体咪唑啉酮抗性的分子基础植物生理学(Plant Physiol.)97卷1044-1059页(1991)；B.Miki等，“用拟南芥乙酰羟酸合酶基因转化Brassica napus低芥酸菜子栽培品种及除草剂抗性分析”，理论应用遗传学(Theor.Appl.Genet.)80卷449-458页(1990)；P.Wiersma等，“Brassica napus乙酰乳酸合酶基因的分离、表达和系统遗传学”，分子基因遗传学(Mol.Gen.Genet.)219卷413-420页(1989)；以及野生型和转基因植物中除草剂抗性乙酰乳酸合酶基因表达增加的比较以及酶活性转录后限制的表现”，植物生理学(Plant Physiol.)94期1647-1654页(1990)。S.Sebastian等“磺酰脲除草剂耐受性增加的大豆突变体”，植物科学(Crop Sci.)27卷948-952页(1987)公开了抗磺酰脲除草剂的大豆突变体。请参阅美国专利5,084,082号。K.Shimamoto等，“从转化的原生质体再生的转基因不育稻植物自然(Nature)338卷274-276页(1989)公开一种遗传转化程序，其中利用原生质体电穿孔将一种编码葡萄糖苷酸酶的基因转化进稻。T.Terakawa等，“利用体外筛选方法获得的抗BensulfuronMethyl(BSM)除草剂的稻突变体”，日本育种杂志(Japan.J.Breed.)42卷267-275页(1992)公开通过给逾伤组织培养施加选择压力所产生的抗璜酰脲除草剂的稻突变体。抗性归因于突变的AHAS酶。以下是本专利技术人(或本专利技术人与其他的作者)已经发表的有关除草剂抗性稻变种研究的文章。这些文章是T.Croughan等，“利用生物技术改良稻和小麦第84次年度研究报告(84thannual researchreport)，稻研究站(Rice Research Station)，1992，100-103页(1993)；T.Crough本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稻植物，其中：（ａ）所说的植物的生长对于在通常抑制稻植物生长的除草剂水平上的以下一种或多种下列除草剂的抑制具有抗性：咪草烟，ｉｍａｚａｐｉｃ，灭草烟，烟嘧黄隆，嘧黄隆，灭草喹，咪草啶酸，氯嘧黄隆，甲黄隆，玉嘧黄隆，噻黄隆，苯黄隆，嘧 硫苯甲酸钠，或这些除草剂中任何一种除草剂的衍生物；和（ｂ）所说的植物是选自具有如下ＡＴＣＣ保藏号的植物的至少一种植物的衍生物：ＡＴＣＣ保藏号２０３４１９，２０３４２０，２０３４２１，２０３４２２，２０３４２３，２０３４２４，２０３４２５ ，２０３４２６，２０３４２７，２０３４２８，２０３４２９，２０３４３０，２０３４３１，２０３４３２，２０３４３３，ａａａａａ，ｂｂｂｂｂ，ｃｃｃｃｃ，ｄｄｄｄｄ，ｅｅｅｅｅ，ｆｆｆｆｆ和ｇｇｇｇｇ；和（ｃ）所说的植物有选自具有如下ＡＴＣ Ｃ保藏号的植物的至少一种植物的特征性的除草剂抗性：ＡＴＣＣ保藏号２０３４１９，２０３４２０，２０３４２１，２０３４２２，２０３４２３，２０３４２４，２０３４２５，２０３４２６，２０３４２７，２０３４２８，２０３４２９，２０３４３０，２０３４３１，２０３４３２，２０３４３３，ａａａａａ，ｂｂｂｂｂ，ｃｃｃｃｃ，ｄｄｄｄｄ，ｅｅｅｅｅ，ｆｆｆｆｆ和ｇｇｇｇｇ。...

【技术特征摘要】
US 1998-11-5 60/107,2551.一种稻植物，其中(a)所说的植物的生长对于在通常抑制稻植物生长的除草剂水平上的以下一种或多种下列除草剂的抑制具有抗性咪草烟，imazapic，灭草烟，烟嘧黄隆，嘧黄隆，灭草喹，咪草啶酸，氯嘧黄隆，甲黄隆，玉嘧黄隆，噻黄隆，苯黄隆，嘧硫苯甲酸钠，或这些除草剂中任何一种除草剂的衍生物；和(b)所说的植物是选自具有如下ATCC保藏号的植物的至少一种植物的衍生物ATCC保藏号203419，203420，203421，203422，203423，203424，203425，203426，203427，203428，203429，203430，203431，203432，203433，aaaaa，bbbbb，ccccc，ddddd，eeeee，fffff和ggggg；和(c)所说的植物有选自具有如下ATCC保藏号的植物的至少一种植物的特征性的除草剂抗性ATCC保藏号203419，203420，203421，203422，203423，203424，203425，203426，203427，203428，203429，203430，203431，203432，203433，aaaaa，bbbbb，ccccc，ddddd，eeeee，fffff和ggggg。2.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的咪草烟水平上的咪草烟的抑制具有抗性。3.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的imazapic水平上的imazapic的抑制具有抗性。4.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的灭草烟水平上的灭草烟的抑制具有抗性。5.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的烟嘧黄隆水平上的烟嘧黄隆的抑制具有抗性。6.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的嘧黄隆水平上的嘧黄隆的抑制具有抗性。7.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的灭草喹水平上的灭草喹的抑制具有抗性。8.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长还对在通常会抑制稻植物生长的氟嘧黄隆水平上的氟嘧黄隆的抑制具有抗性。9.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的咪草啶酸水平上的咪草啶酸的抑制具有抗性。10.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的氯嘧黄隆水平上的氯嘧黄隆的抑制具有抗性。11.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的甲黄隆水平上的甲黄隆的抑制具有抗性。12.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的玉嘧黄隆水平上的玉嘧黄隆的抑制具有抗性。13.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的噻黄隆水平上的噻黄隆的抑制具有抗性。14.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长还对在通常会抑制稻植物生长的苯黄隆水平上的苯黄隆的抑制具有抗性。15.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物的生长对在通常会抑制稻植物生长的嘧硫苯甲酸钠水平上的嘧硫苯甲酸钠的抑制具有抗性。16.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203419植物，或者ATCC保藏号203419植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203419植物的特征性的除草剂抗性。17.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203420植物，或者ATCC保藏号203420植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203420植物的特征性的除草剂抗性。18.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203421植物，或者ATCC保藏号203421植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203421植物的特征性的除草剂抗性。19.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203422植物，或者ATCC保藏号203422植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203422植物的特征性的除草剂抗性。20.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203423植物，或者ATCC保藏号203423植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203423植物的特征性的除草剂抗性。21.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203424植物，或者ATCC保藏号203424植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203424植物的特征性的除草剂抗性。22.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203425植物，或者ATCC保藏号203425植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203425植物的特征性的除草剂抗性。23.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203426植物，或者ATCC保藏号203426植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203426植物的特征性的除草剂抗性。24.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203427植物，或者ATCC保藏号203427植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203427植物的特征性的除草剂抗性。25.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203428植物，或者ATCC保藏号203428植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203428植物的特征性的除草剂抗性。26.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203429植物，或者ATCC保藏号203429植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203429植物的特征性的除草剂抗性。27.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203430植物，或者ATCC保藏号203430植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203430植物的特征性的除草剂抗性。28.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203431植物，或者ATCC保藏号203431植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203431植物的特征性的除草剂抗性。29.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203432植物，或者ATCC保藏号203432植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203432植物的特征性的除草剂抗性。30.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号203433植物，或者ATCC保藏号203433植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号203433植物的特征性的除草剂抗性。31.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号aaaaa植物，或者ATCC保藏号aaaaa植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号aaaaa植物的特征性的除草剂抗性。32.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号bbbbb植物，或者ATCC保藏号bbbbb植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号bbbbb植物的特征性的除草剂抗性。33.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号ccccc植物，或者ATCC保藏号ccccc植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号ccccc植物的特征性的除草剂抗性。34.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号ddddd植物，或者ATCC保藏号ddddd植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号ddddd植物的特征性的除草剂抗性。35.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号eeeee植物，或者ATCC保藏号eeeee植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号eeeee植物的特征性的除草剂抗性。36.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号fffff植物，或者ATCC保藏号fffff植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号fffff植物的特征性的除草剂抗性。37.权利要求1中所述的一种稻植物，其中所说的植物是ATCC保藏号ggggg植物，或者ATCC保藏号ggggg植物的任何后代；其中所说的植物具有ATCC保藏号ggggg植物的特征性的除草剂抗性。38.一种控制权利要求1中所述稻植物附近杂草的方法，所说的方法包括给杂草和稻植物施用除草剂，其中除草剂包括咪草烟，imazapic，灭草烟，烟嘧黄隆，嘧黄隆，灭草喹，氟嘧黄隆，咪草啶酸，氯嘧黄隆，甲黄隆，玉嘧黄隆，噻黄隆，苯黄隆，嘧硫苯甲酸钠，或这些除草剂中任何一种除草剂的衍生物。39.权利要求38中所述的一种方法，其中的植物是ATCC保藏号203419植物，或者ATCC保藏号203419植物的任何后代；其中的植物具有ATCC保藏号203419植物的特征性的除草剂抗性。40.权利要求38中所述的一种方法，其中的植物是ATCC保藏号203420植物，或者ATCC保藏号203420植物的任何后代；其中的植物具有ATCC保藏号203420植物的特征性的除草剂抗性。41.权利要求38中所述的一种方法，其中的植物是ATCC保藏号203421植物，或者ATCC保藏号203421植物的任何后代；其中的植物具有ATCC保藏号203421植物的特征性的除草剂抗性。42.权利要求38中所述的一种方法，其中的植物是ATCC保藏号203422植物，或者ATCC保藏号203422植物的任何后代；其中的植物具有ATCC保藏号203422植物的特征性的除草剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：TP克汝罕，
申请(专利权)人：路易斯安那州州立大学及农业机械学院管理委员会，
类型：发明
国别省市：US[美国]