供表达除草剂耐受基因的构建体、相关植物和相关性状的组合，所述构建体包含本文中称作ＤＳＭ－２的基因，其是在天蓝色链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｃｏｅｌｉｃｏｌｏｒ）中鉴定的（Ａ３）。ＤＳＭ－２蛋白远缘地与ＰＡＴ和ＢＡＲ相关。ＤＳＭ－２可用作转基因性状以在植物细胞和植物中赋予针对除草性分子草铵膦（ｇｌｕｆｏｓｉｎａｔｅ）、膦丝菌素和／或双丙氨酰膦（Ｂｉａｌａｐｈｏｓ）等的耐受性。本主题发明专利技术还涉及主题除草剂耐受作物（ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ ｔｏｌｅｒａｎｔ ｃｒｏｐ，ＨＴＣ）性状同其他ＨＴＣ性状和／或昆虫抗性（ＩＲ）性状的组合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表达除草剂耐受基因的构建体、相关植物和相关的性状组合
技术介绍
选择性标记是一种可以检测的遗传性状或能够被鉴定和追踪的DNA区段 (segment)。标记基因通常充当另一基因(有时称为靶基因)的标志(flag)。标记基因通 常与用于转化靶细胞的靶基因一起使用。以可遗传的方式接纳靶基因的靶细胞能够通过选 择也表达标记基因的细胞来鉴定。标记基因与靶基因足够接近，因而所述两个基因(标记 基因和靶基因)在遗传上连锁并且通常一起遗传。目前选择性标记的标准是“pat”基因， 其编码称为膦丝菌素乙酰转移酶的酶。谷氨酰胺合成酶(“GS”)在许多植物中是植物细胞发育和生活的关键酶。GS将 谷氨酸转化成谷氨酰胺。GS还参与氨同化和氮代谢。GS参与了在大多数植物中用于解毒 由硝酸还原释放的氨的途径。因此，GS的强力抑制剂对于植物细胞的毒性非常大。分解或 修饰植物内的除草剂能够导致抗性。基于植物中因抑制GS而产生的毒性作用，开发了一类特殊的除草剂。双丙氨酰膦 (Bialaphos)和膦丝菌素是两个这样的作用于GS的抑制剂并且拥有出色的除草性质。这两 种除草剂是非选择性的；它们抑制土壤上存在的全部不同种类植物的生长，因此引起对它 们的整体破坏。双丙氨酰膦也是一种广谱除草剂。双丙氨酰膦由膦丝菌素(PPT或PTC ;2_氨 基-4-甲基膦基丁酸)、L-谷氨酸类似物和两个L-丙氨酸残基组成。因此PPT和双丙氨酰 膦之间的结构差异在于PPT缺少两个丙氨酸氨基酸。通过胞内的肽酶将双丙氨酰膦的L-丙 氨酸残基去除的情况下，则释放PPT。PPT是GS的有力抑制剂。在植物中通过PPT对GS的 抑制引起氨的迅速积累和植物细胞的死亡。双丙氨酰膦最初被披露具有抗生素特性，这使得它能够用作杀虫剂或杀真菌剂。 美国专利第3，832，394号涉及培养吸水链霉菌(Str印tomyceshygroscopicus)，和从它 的培养物培养基回收双丙氨酰膦。然而，其他菌株，例如绿色产色链霉菌(Streptomyces viridochromogenes)，也产生这种化合物。其他含有PPT模块(moiety)的三肽抗生素也已 知存在于自然界中，例如磷丙氨菌素(phosalacin)。PPT也是通过化学合成获得的并且进 行商业销售。产双丙氨酰膦的吸水链霉菌和绿色产生链霉菌受到具有膦丝菌素乙 酰转移酶活性的酶的保护而不受PPT毒性影响。Plant Physiol, April 2001， Vol. 125, pp. 1585-1590 ( "Expression of bar in the Plastid Genome Confers HerbicideResistance，”Lutz等)。产生这些抗生素的链霉菌属菌种(Sti^ptomyces species)本身会受到破坏，如果它们不具有针对这些抗生素的自我防御机制。已经发现这 种自我防御机制在多种情况下包含能够抑制抗生素作用的酶。膦丝菌素乙酰转移酶由bar (双丙氨酰膦抗性；Thompson等，1987)或pat(膦丝菌 素乙酰转移酶；Strauch等，1988)基因编码，并且通过乙酰化PPT的游离氨基来解毒PPT。 由这两种基因编码的酶功能上相同并且在氨基酸水平显示85%同一性(Wohlleben等，1988 ；Wehrmann等，1996)。已经通过自核基因在胞质中表达嵌合的bar或pat基因获得了 PPT抗性作物。已经通过在烟草(烟草栽培种Petit Havana (Nicotiana tabacum cv Petit Havana)) >1^^11 (Brassica napus)(Brassica oleracea) (De Block1987 ；De Block 等，1989)、玉米(Spencer 等，1990)和稻(Cao 等，1992)中直接选择 PPT 抗 性获得了除草剂抗性品系。在天蓝色链霉菌A3 Gti^ptomyces coelicolor A3)中鉴定了与hrdDo因子基因 相邻的一个基因(bar)。预测的bar产物与产生双丙氨酰膦的绿色产色链霉菌和吸水链霉 菌的pat和bar基因的产物分别显示了 32. 2%和30. 4%的同一性。当处于高拷贝数载体上 克隆入天蓝色链霉菌中时，天蓝色链霉菌bar基因赋予对双丙氨酰膦的抗性。Bedford等， Gene,1991.Tul 31 ； 104(1) 39-45,"Characterization of a gene conferring bialaphos resistance in Streptomycescoelicolor A3 (2). ”。在其他微生物中异源表达这种基因， 或将这种基因转化入植物，迄今为止尚无报导。除草剂抗性性状的用途参见DE 3642829A和美国专利第5，879，903号(以及 5，637，489 ；5，276，268 ；和5，273，894)，其中pat基因分离自绿色产色链霉菌。WO 87/05629 和美国专利第5，648，477号(以及5，646，OM和5，561，236)涉及使用来自吸水链霉菌 的bar基因用于保护植物细胞和植物免于谷氨酰胺合成酶抑制剂(例如PPT)的用途和植 物中除草剂抗性的开发。将编码对除草剂BASTA (Hoechst膦丝菌素)或Herbiace (Mei ji kika双丙氨酰膦)的抗性的基因通过农杆菌感染导入烟草(烟草栽培种PetitHavan SRl)、马铃薯(马铃薯栽培种 Benolima (Solanum tuberosum cv Benolima))和番茄(番茄 (Lycopersicumesculentum))植物中，并且赋予了除草剂抗性。
技术实现思路
主题专利技术部分地涉及供表达除草剂耐受基因的构建体、相关植物和相关性状 的组合。上述构建体和植物包含本文中称作DSM-2的基因。该基因是在天蓝色链霉菌 (Streptomyces coelicolor)中鉴定的(A3)。DSM-2 蛋白远缘地与 PAT 和 BAR 相关。DSM-2 可用作转基因性状以在植物细胞和植物中赋予针对除草性分子草铵膦(glufosinate)、膦 丝菌素和/或双丙氨酰膦(Bialaphos)等的耐受性。将该基因引入多种植物使得针对除草 剂草铵膦、双丙氨酰膦和其他除草剂的优良水平的耐受性和/或抗性成为可能。优选的植 物包括芸薹和大豆。主题专利技术还涉及主题除草剂耐受作物(herbicide tolerant crop，HTC)性状同其 他性状的组合，所述其他性状包括其他HTC性状(包括但不仅限于草甘膦耐受性和2，4-D 耐受性)，和/或在一些优选实施方案中，昆虫抗性(IR)性状。DSM与顶性状的一些优选 叠加(stack)是在烟草和玉米中。因此，DSM-2基因的多种用途包括在本主题专利技术的保护范围内。上述用途包括将 DSM-2基因与一种或多种其他转基因性状叠加，并将DSM-2基因单独引入优选的作物中。附图简述附图说明图1 显示通过由DSM2介导的N-乙酰化使草铵膦失活。序列简述SEQ ID NO 1 是天然 DSM—2 序列。SEQ ID NO :2是天然蛋白质序列。SEQ ID NO :本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种转基因植物细胞，其包含编码具有膦丝菌素乙酰转移酶活性的蛋白质的多核苷酸，其中所述多核苷酸于６５℃在６ＸＳＳＣ的条件下与编码ＳＥＱＩＤ ＮＯ：４的核酸探针的完整互补体杂交，且其中所述植物选自下组：芸薹、大豆、棉花、辣椒和稻。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾斯廷M利拉，
申请(专利权)人：陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：US
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