[发明专利]芸苔属中突变的乙酰羟酸合酶基因

说明书

相关专利申请的交叉参考

本申请要求2007年10月5日提交的美国临时申请第60/977,944号的权益，其通过引用包括说明书、图和表的全部内容并入本文，用于所有目的。

技术领域

本发明涉及抗除草剂植物和种子领域，以及更具体而言，涉及乙酰羟酸合酶(AHAS)基因和蛋白的突变。

背景技术

下列描述只是提供来帮助理解本发明，而不是承认其描述或构成本发明的现有技术。

耐受除草剂的植物的益处是已知的。例如，耐受除草剂的植物可以减少对控制杂草的耕作的需要，从而有效地减少土壤侵蚀。

外源突变基因向植物中的导入被充分评述。例如，美国专利第4,545,060号涉及通过将编码EPSPS变体的基因导入植物的基因组中来增强植物对草甘膦的抗性，所述EPSPS变体具有至少一种突变，该突变使得酶更加抵抗其竞争性抑制剂，即草甘膦。

AHAS基因中的一些突变的实例是已知的。参见例如，美国专利第7,094,606号。

通过化学诱变，在较低表达的AHAS I基因中发现了突变。该突变被称为PM-1(基于拟南芥(Arabidopsis)的乙酰乳酸合酶(ALS)氨基酸序列在已知为653的等同位置处的突变，丝氨酸改变为天冬酰胺的氨基酸改变，分别如下进行编码-AGT改变为AAT)。另一种突变在较高表达的基因AHAS III中被发现，称为PM-2(在已知为574的等同位置处的突变，色氨酸改变为亮氨酸的氨基酸改变，分别如下进行编码-TGG改变为TTG)。在称为Clearfield油菜的油菜商业品种中组合了这两个突变PM-1和PM-2(Tan等，2005)。

发明内容

本发明部分涉及突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)核酸和这些突变的核酸编码的蛋白。本发明还部分涉及包含这些突变核酸和蛋白的油菜(canola)植物、细胞和种子。

在一方面，提供编码芸苔属(Brassica)乙酰羟酸合酶蛋白的分离核酸，所述蛋白在对应于选自如下位置的一个或更多个氨基酸位置处具有突变：SEQ ID NO：1的A205、D376、W574、R577和S653。在一些实施方式中，所述分离核酸编码具有选自如下的一个或更多个突变的蛋白：在对应于SEQ ID NO：1的位置205的位置处丙氨酸取代(置换)为缬氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置205的位置处丙氨酸取代为天冬氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置376的位置处天冬氨酸取代为谷氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置574的位置处色氨酸取代为半胱氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置574的位置处色氨酸取代为亮氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置574的位置处色氨酸取代为甲硫氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置574的位置处色氨酸取代为丝氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置577的位置处精氨酸取代为色氨酸、在对应于SEQ ID NO：1的位置653的位置处丝氨酸取代为天冬酰胺和在对应于SEQ ID NO：1的位置653的位置处丝氨酸取代为苏氨酸。在一些实施方式中，突变是在对应于SEQ ID NO：1的位置653的位置处丝氨酸取代为天冬酰胺，其中突变不是芸苔属AHAS I基因中的S653N。在一些实施方式中，突变是在对应于SEQ ID NO：1的位置653的位置处丝氨酸取代为苏氨酸。在一些实施方式中，突变是在对应于SEQ ID NO：1的位置574的位置处色氨酸取代为亮氨酸，其中突变不是芸苔属AHAS III基因中的W574L。在一些实施方式中，突变是在对应于SEQ ID NO：1的位置205的位置处丙氨酸取代为缬氨酸。在其它实施方式中，突变是在对应于SEQ ID NO：1的位置205的位置处丙氨酸取代为天冬氨酸。在其它实施方式中，分离核酸编码具有选自表2中示出的突变的突变的蛋白。在某些实施方式中，分离核酸编码具有两个或更多个突变的蛋白。在一些实施方式中，所述两个或更多个突变选自表2。在一些实施方式中，分离核酸编码的蛋白在对应于SEQ IDNO：1的S653的位置处具有突变和在对应于选自如下位置的一个或更多个氨基酸位置处具有突变：SEQ ID NO：1的A205、D376、W574和R577。在其它实施方式中，分离核酸编码的蛋白具有在对应于SEQ IDNO：1的W574的位置处的突变和在对应于SEQ ID NO：1的R577的位置处的突变。在一些实施方式中，分离核酸编码乙酰羟酸合酶(AHAS)蛋白，该蛋白抵抗抑制AHAS的除草剂的抑制。在一些实施方式中，抑制AHAS的除草剂选自下列除草剂：咪唑啉酮、磺脲、三唑并嘧啶、嘧啶硫代苯甲酸(pyrimidinylthiobenzoate)、磺酰氨基-羰基三唑啉酮及它们的混合物。在一些实施方式中，除草剂是咪唑啉酮除草剂。在一些实施方式中，除草剂是磺脲除草剂。在一些实施方式中，分离核酸编码AHAS蛋白，该蛋白包含与图2中一种或更多种氨基酸序列70％或更高的同一性。在一些实施方式中，分离核酸编码甘蓝型油菜(Brassicanapus)AHAS蛋白。在其它实施方式中，分离核酸编码甘蓝型油菜AHAS I蛋白。在某些实施方式中，分离核酸编码甘蓝型油菜AHAS III蛋白。