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】
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I(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。专利技术背景 乙酰羟酸合酶(AHAS ；EC4. I. 3. 18，也称为乙酰乳酸合酶或ALS)是催化支链氨基酸缴氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物化学合成的第一个酶(Singh(1999) " Biosynthesisof valine,leucine and isoleucine," in Plant Amino Acids,Singh,B. K. ,ed. ,MarcelDekker 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 ;LaRossaand Falco (1984) Trends Biotechnol. 2 :158-161)、咪唑啉酮类(Shaner 等(1984) PlantPhysiol. 76 :545-546)、三唑并卩密唳类(Subramanian 和 Gerwick(1989) " Inhibition ofacetolactate synthase by triazolopyrimidines, " in Biocatalys in AgriculturalBiotechnology, Whitaker, J. R. and Sonnet, P. E..eds. , ACS Symposium Series,American Chemical Society, Washington, D. C. , pp. 277-288)、和卩密唳基氧基苯甲酸酯类(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、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) Plant Physiol. 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)Plant Physiol. 76 :545-546 ;Brown 等(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 和 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. 97 1044-1050 ;Mourand 等(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) WeedSci. 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Ala2tl5 (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. 263:359-368)。对咪唑啉酮除草剂的植物抗性也已在下列一些专利中有所报告美国专利本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于向日葵AHASL1基因分型的方法，所述方法包括步骤：(a)从向日葵植物中获得基因组DNA；(b)利用所述DNA作为模板进行第一次聚合酶链反应(PCR)扩增，其包含所述DNA、聚合酶、脱氧核糖核苷三磷酸、正向AHASL1引物和反向野生型AHASL1引物，其中所述反向野生型AHASL1引物与包含SEQ？ID？NO：13所示核苷酸序列的核苷酸序列退火，其中位于所述反向野生型AHASL1引物3’端核苷酸的核苷酸是SEQ？ID？NO：13所示核苷酸序列的第1位核苷酸的互补核苷酸；(c)利用所述DNA作为模板进行第二PCR扩增，其包含所述DNA、聚合酶、脱氧核糖核苷三磷酸、所述正向AHASL1引物和突变型反向AHASL1引物，其中所述反向突变型AHASL1引物与包含SEQ？ID？NO：14所示核苷酸序列的核苷酸序列退火，其中位于所述反向突变型AHASL1引物3’端核苷酸的核苷酸是SEQ？ID？NO：14所示核苷酸序列的第1位核苷酸的互补核苷酸；以及(d)检测所述第一和所述第二PCR扩增的产物；其中所述正向AHASL1引物包含对应于(ACC)n区域5’的向日葵AHASL1基因区域的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·萨拉，M·布洛斯，M·埃查尔特，B·K·辛格，B·J·韦斯顿，S·R·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：
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