具有多个除草剂抗性ＡＨＡＳＬ１等位基因的除草剂抗性向日葵植物及使用方法技术

描述了包含向日葵乙酰羟酸合酶大亚基１（ＡＨＡＳＬ１）基因的两种不同除草剂抗性等位基因的除草剂抗性向日葵植物。公开了用于制备这些向日葵植物的方法和用于控制这些向日葵植物附近生长的杂草或其它不需要的植物的方法。此类方法包括使用乙酰羟酸合酶抑制性除草剂。还描述了控制生长于向日葵植物上的寄生杂草的方法。另外还提供了测定向日葵植物ＡＨＡＳＬ１基因的基因型的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及农业领域，尤其涉及包含向日葵乙酰羟酸合酶大亚基l(AHASLl)基因 的两种不同除草剂抗性等位基因的除草剂抗性向日葵植物。
技术介绍
乙酰羟酸合酶(AHAS ；EC4. 1. 3. 18，也称为乙酰乳酸合酶或ALS)是催化支链氨基 酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物化学合成的第一个酶(Singh(1999) “ Biosynthesis of valine,leucine and isoleucine, in PlantAmino Acids,Singh,B. K. ,ed. ,Marcel Dekker Inc. New York, New York，pp. 227-247)。AHAS是四种结构上和化学上不同的除 草剂家族的作用位点，所述除草剂家族包括磺脲类(Tan等，(2005)Pest Manag. Sci. 61 246-57 ；Mallory-Smith and Retzinger(2003)Weed Technology 17 620~626 ；LaRossa and Falco (1984) Trends Biotechnol. 2 :158-161)、咪唑啉酮类(Shaner 等(1984) Plant Physiol. 76 :545_546)、三唑并嘧啶类(Subramanian 和 Gerwick(1989) “ Inhibition of acetolactate synthase bytriazolopyrimidines, in Biocatalysis in Agricultural Biotechnology, ffhitaker, J. R. and Sonnet, P.E..eds. , ACS Symposium Series, AmericanChemical Society, Washington, D. C.，pp. 277-288)、和嘧啶基氧基苯甲酸酯类 (Subramanian等(1990)Plant Physiol. 94 :239_244)。由于它们在非常低的应用程度下的 有效性以及在动物中的相对无毒性，咪唑啉酮和磺脲类除草剂被广泛用于现代农业。这些 除草剂家族通过抑制AHAS活性阻止了包括多种杂草种类在内的敏感植物的生长和发育。 商业上可获得的咪唑啉酮除草剂的几个例子有PURSUIT (咪草烟)，SCEPTER (灭草喹)和ARSENAL (灭草烟)。磺脲类除草剂的例子有绿黄隆、甲黄隆、嘧黄隆、 氯嘧黄隆、噻吩磺隆、苯黄隆、苄嘧黄隆、烟嘧黄隆、胺苯黄隆、玉嘧黄隆、氟胺磺隆、醚苯黄 隆、氟嘧黄隆、醚黄隆、磺氨黄隆、fluzasulfuron、啶咪黄隆、吡啶磺隆和吡氯黄隆。由于它们的高效性和低毒性，偏向于将咪唑啉酮除草剂通过喷雾法应用于大范围 植物的顶部。能够将除草剂喷于大范围植物的顶部降低了与植物建立和维护相关的费用， 并降低了在使用此类化学试剂之前准备场所的需要。由于缺乏竞争种类，在目标耐受种类 顶部的喷雾也致使获得了目标种类的最大产量潜力的能力。然而，使用此类喷雾技术的能 力依赖于喷雾区域中目标植物的咪唑啉酮抗性种类的存在。在主要的农业作物中，一些豆科种类(例如大豆)由于其能够快速代谢除草 剂化合物，对咪唑啉酮除草剂具有天然抗性(Shaner和Robinson(1985)Weed Sci. 33 469-471)。其它作物例如玉米(Newhouse 等(1992) PlantPhysiol. 100 :882_886)和 稻(Barrett等(1989)对咪唑啉酮除草剂是有些敏感的。对咪唑啉酮除草剂的差异敏 感性取决于特定除草剂的化学性质和化合物在每种植物中从毒性至非毒性形式的差别 代谢(Shaner 等(1984)PlantPhysiol. 76 545-546 ；Brown ^ (1987)Pestic. Biochem. Physiol. 27 24-29)。其它植物生理学差异例如吸收和转移也在敏感性中发挥着重要作用 (Shaner 禾口 Robinson(1985)Weed Sci. 33 469-471)。在玉米、拟南芥、油菜(即芸苔)、大豆、烟草、甜菜(甜萝卜)和稻中，利用种子、小 孢子、花粉和愈伤组织诱变作用已经成功生产出了对咪唑啉酮、磺脲类、三唑并嘧啶和嘧啶 基氧基苯甲酸酯有抗性的植物(Sebastian等(1989)Crop Sci. 29 1403-1408 ；Swanson等， 1989 Theor. Appl. Genet. 78 :525_530 ；Newhouse 等(1991)Theor. Appl. Genet. 83 :65_70 ； Sathasivan 等(1991)Plant Physiol. 971044-1050 ；Mourand ^ (1993)J. Heredity 84: 91-96 ；Wright 和 Penner (1998)Theor. Appl. Genet. 96 :612_620 ；美国专利号 5，545,822)。 在所有的情况下，单一的、部分显性的核基因赋予了抗性。先前也在小麦Fidel栽培种种子 诱变之后分离到了四种咪唑啉酮抗性小麦植物(Newhouse等(1992) Plant Physiol. 100 882-886)。遗传研究确认单一的部分显性基因赋予了抗性。基于等位基因研究，作者推断 出四种所鉴定的品系中的突变位于同一基因座。将Fidel栽培品种抗性基因之一命名为 FS-4(Newhouse 等(1992)Plant Physiol. 100 :882_886)。也已经将被发现对于咪唑啉酮和/或磺脲类除草剂具有抗性的天然存在的植物 种群用于开发除草剂抗性向日葵育种品系。最近，利用来自于普通向日葵野生品系(向日 葵)的种质作为除草剂抗性性状的来源开发了对磺脲类除草剂具有抗性的两种向日葵品 系(Miller 和 Al-Khatib (2004) CropSci. 44 :1037_1038)。从前，White 等((2002) Weed Sci. 50 432-437)已经报道过，来自美国南达科他的普通向日葵种群的个体对咪唑啉酮和 磺脲类除草剂具有交叉抗性。对该种群个体的乙酰羟酸合酶大亚基(AHASL)基因的部分编 码区域的分析揭示出，向日葵AHASL蛋白质中导致Ala置换成Val氨基酸的点突变对应于 野生型拟南芥AHASL蛋白质中的Ala2Q5(White等(2003) Weed Sci. 51 :845_853)。更早地， Al-Khatib和Miller ((2000) Crop Sci. 40 869)报道了四种咪唑啉酮抗性向日葵育种品系 的产生。对AHAS抑制剂复合体三维构象的计算机建模预示，在作为引入突变的位点的 建议的抑制剂结合袋中的几个氨基酸可能提供对咪唑啉酮类的选择抗性(Ott等(1996) J. Mol. Biol. 263 359-368)。在AHAS酶建议的结合位点中具有一些这些合理设计的突变 的烟草植物实际上显示出对单一种类除草剂的特异抗性(Ott等(1996) J. Mol. Biol. 263: 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除草剂抗性向日葵植物，其在其基因组中包含乙酰羟酸合酶大亚基（ＡＨＡＳＬ１）基因的第一等位基因和所述ＡＨＡＳＬ１基因的第二等位基因，其中所述第一等位基因编码包含Ａ１２２Ｔ氨基酸置换的ＡＨＡＳＬ１蛋白质，所述第二等位基因编码包含选自Ａ２０５Ｖ氨基酸置换和Ｐ１９７Ｌ氨基酸置换的的氨基酸置换的ＡＨＡＳＬ１蛋白质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-4 60/910,041;US 2008-2-19 61/029,737一种除草剂抗性向日葵植物，其在其基因组中包含乙酰羟酸合酶大亚基(AHASL1)基因的第一等位基因和所述AHASL1基因的第二等位基因，其中所述第一等位基因编码包含A122T氨基酸置换的AHASL1蛋白质，所述第二等位基因编码包含选自A205V氨基酸置换和P197L氨基酸置换的的氨基酸置换的AHASL1蛋白质。2.权利要求1的向日葵植物，其中所述除草剂抗性向日葵植物抗至少一种AHAS抑制性 除草剂。3.权利要求1的向日葵植物，其中所述AHAS抑制性除草剂选自咪唑啉酮除草剂、磺脲 类除草剂、三唑并嘧啶除草剂、嘧啶基氧基苯甲酸酯除草剂和磺酰氨基-羰基三唑啉酮除 草剂。4.权利要求1的向日葵植物，其中所述向日葵植物是种子。5.权利要求1的向日葵植物，其中所述向日葵植物产生包含可提取的种子油的种子， 所述种子油包含至少85%的油酸。6.一种用于生产杂种向日葵植物的方法，所述方法包括将第一向日葵植物与第二向 日葵植物杂交，其中所述第一向日葵植物在其基因组中包含AHASL1基因的第一等位基因 的至少一个拷贝，所述第二向日葵植物在其基因组中包含AHASL1基因的第二等位基因的 至少一个拷贝，并且其中所述第一等位基因编码包含A122T氨基酸置换的AHASL1蛋白质， 所述第二等位基因编码包含选自A205V氨基酸置换和P197L氨基酸置换的氨基酸置换的 AHASL1蛋白质。7.权利要求6的方法，其进一步包括收获所述杂交得到的种子。8.权利要求6的方法，其中所述第一向日葵是所述第一等位基因纯合型的，所述第二 向日葵植物是所述第二等位基因纯合型的。9.权利要求6的方法，其进一步包括从所述杂交中选择在其基因组中包含所述第一和 第二等位基因的至少一个后代向日葵植物。10.一种控制向日葵植物附近杂草的方法，所述方法包括对所述杂草和向日葵植物施 用有效量的AHAS抑制性除草剂，其中所述向日葵植物选自(a)在其基因组中包含AHASL1基因的第一等位基因和所述AHASL1基因的第二等位基 因的向日葵植物，其中所述第一等位基因编码包含A122T氨基酸置换的AHASL1蛋白质，所 述第二等位基因编码包含A205V氨基酸置换的AHASL1蛋白质；以及(b)在其基因组中包含AHASL1基因的第一等位基因和所述AHASL1基因的第二等位基 因的向日葵植物，其中所述第一等位基因编码包含A122T氨基酸置换的AHASL1蛋白质，所 述第二等位基因编码包含P197L氨基酸置换的AHASL1蛋白质。11.权利要求10的方法，其中所述AHAS抑制性除草剂选自咪唑啉酮除草剂、磺脲类除 草剂、三唑并嘧啶除草剂、嘧啶基氧基苯甲酸酯除草剂、磺酰氨基-羰基三唑啉酮除草剂、 或其混合物。12.权利要求11的方法，其中所述咪唑啉酮除草剂选自2_(4-异丙基-4-甲基-5-氧 代-2-咪唑啉-2-基)-烟酸、2- (4-异丙基)-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-3-喹 啉羧酸、5-乙基-2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-烟酸、2-(4-异丙 基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-5-(甲氧基甲基)_烟酸、2-(4_异丙基-4-甲 基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-5_甲基烟酸、以及6-(4_异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-间-甲苯甲酸甲酯和2-(4_异丙基-4-甲基-5-]氧代-2-咪唑 啉-2-基)-对-甲苯甲酸甲酯的混合物、及其混合物。13.权利要求11的方法，其中所述磺脲类除草剂选自绿黄隆、甲黄隆、嘧黄隆、氯嘧黄 隆、噻吩磺隆、苯黄隆、苄嘧黄隆、烟嘧黄隆、胺苯黄隆、玉嘧黄隆、氟胺磺隆、醚苯黄隆、氟嘧 黄隆、醚黄隆、磺氨黄隆、fluzasulfuron、啶咪黄隆、吡啶磺隆、吡氯黄隆、和其混合物。14.一种向日葵种子，其在其基因组中包含AHASL1基因的第一等位基因和所述AHASL1 基因的第二等位基因，其中所述第一等位基因编码包含A122T氨基酸置换的AHASL1蛋白 质，第二等位基因编码包含选自A205V氨基酸置换和P197L氨基酸置换的氨基酸置换的 AHASL1蛋白质，且其中所述种子经AHAS抑制性除草剂处理。15.权利要求14的种子，其中所述AHAS抑制性除草剂选自咪唑啉酮除草剂、磺脲类除 草剂、三唑并嘧啶除草剂、嘧啶基氧基苯甲酸酯除草剂和磺酰氨基-羰基三唑啉酮除草剂、 或其混合物。16.用于对抗不想要的植物的方法，其包括在播种前和/或催芽后将向日葵种子与有 效量的AHAS抑制性除草剂接触，其中所述向日葵种子在其基因组中包含AHASL1基因的第 一等位基因和所述AHASL1基因的第二等位基因，其中所述第一等位基因编码包含A122T氨 基酸置换的AHASL1蛋白质，第二等位基因编码包含选自A205V氨基酸置换和P197L氨基酸 置换的氨基酸置换的AHASL1蛋白质。17.权利要求16的方法，其中所述AHAS抑制性除草剂选自咪唑啉酮除草剂、磺脲类除 草剂、三唑并嘧啶除草剂、嘧啶基氧基苯甲酸酯除草剂和磺酰氨基-羰基三唑啉酮除草剂、 或其混合物。18.一种用于控制向日葵植物上生长的列当的方法，所述方法包括对列当和向日葵植 物施用有效量的咪唑啉酮除草剂，其中所述向日葵植物选自(a)在其基因组中包含两种AHASL1A...

【专利技术属性】
技术研发人员：C萨拉，M布洛斯，M埃查尔特，BK辛格，BJ韦斯顿，SR惠特，
申请(专利权)人：巴斯夫农业化学品有限公司，奈德拉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]