[发明专利]新型除草剂抗性基因

说明书

发明背景

目前有许多类型用于控制杂草的除草剂。一种非常流行的除草剂是草 甘膦。已经开发了抗草甘膦的农作物，例如玉米、大豆、油菜、棉花、甜 菜、小麦、草皮(turf)和稻。所以，例如，可以对活跃生长有草甘膦抗 性大豆的田地进行喷洒来控制杂草，而不会显著破坏大豆植株。

90年代中期，利用引入遗传工程化的草甘膦耐受的农作物 (GTC)，农业上种植者能够利用简单、便利、灵活、廉价的工具来前所 未有地控制广谱的阔叶杂草和草本杂草。随后，生产者很快采用了 GTC，并在许多情况下放弃了许多已经接受的最好的农艺学实践，例如轮 作、轮作操作的除草剂模式(herbicide mode of action rotation)、罐混 (tank mixing)、机械控制杂草与化学和培养控制杂草的结合。目前在美 国和其他地区可商购草甘膦耐受的大豆、棉花、玉米和油菜。

紫花苜蓿是引入的第一个多年生GTC，增加了在数年时间内对同样 的作物和土地重复使用草甘膦的机会。更多的GTC(例如小麦、稻、甜 菜、草皮等)已准备好介入未决的全球市场占有率。许多其他的草甘膦抗 性物种在实验至开发的阶段(例如甘蔗、向日葵、甜菜、豌豆、胡萝卜、 黄瓜、莴苣、洋葱、草莓、西红柿和烟草；像杨树和枫香树(sweetgum) 这样的林业物种；和像金盏花、矮牵牛和秋海棠这样的园艺物种；参见 “isb.vt.edu/cfdocs/fieldtestsl.cfm，2005”网站)。另外，最近这些年草甘膦 的费用急剧降低，以至于常规的除草程序很少能有效地与草甘膦GTC系 统在价格和性能上面竞争了。

在栽培者面对草甘膦抗性的杂草或变化为更加难控制的杂草物种时， 可以通过罐混或与可控制遗漏杂草的其他除草剂交替使用来弥补草甘膦的 缺点。在许多情况下控制阔叶的其他杂草的一个惯用罐混物(tankmix) 参与者是2，4-二氯苯氧基乙酸(2，4-D)。2，4-D已经在农艺上应用并在非 作物情况下用于广谱的阔叶杂草控制达60年。虽然已经报道了许多的耐 受物种的个别例子，但是2，4-D仍然是最广泛使用的除草剂之一。2，4-D 的进一步应用的一个限制是其对于双子叶作物例如大豆或棉花的选择性非 常差，所以2，4-D通常不用于(而且一般不靠近)敏感的双子叶作物。此 外，由于可能发生的对禾本科作物造成伤害的这种性质，从某种程度上限 制了2，4-D的应用。2，4-D联合草甘膦已经用于在种植免耕法大豆和棉花 之前提供更加稳健的除草处理；但是，由于这些双子叶物种对2，4-D的敏 感性，这些除草处理必须在种植之前至少14-30天进行。

发明内容

本发明提供对诸如2，4-D等植物生长素类除草剂有抵抗力的新型植 物。在本发明一些发明中，此处公开的植物还对其他除草剂有抵抗力。在 本发明的这些方面，也可向植物引入异源的草甘膦-、ALS-(咪唑啉酮、 磺酰脲)、芳氧基链烷酸酯-、HPPD-、PPO-和/或草铵膦抗性基因，以提 供对多种除草剂的耐受性。本发明的多个其他方面提供编码能够用于失活 植物生长素类除草剂的甲基转移酶的核酸和多肽序列。

序列简要说明

SEQ ID NO：1是编码甲基转移酶PtJBMT3的核酸序列。

SEQ ID NO：2是SEQ ID NO：1编码的翻译蛋白质序列。

表格简要说明

表1：示例性可商购植物生长素类除草剂。

表2：用植物生长素类除草剂进行的PtJBMT和PtJBMTm3相对活性 检测。

表3：氨基酸取代表。

附图说明

图1：PtJBMTm3对底物的示例性甲基化。

图2：示例性植物生长素类除草剂和PtJBMTm3对除草剂底物的相对 活性(相对于对底物2，4-D的ptJBMTm3活性)。

图3：PtJBMTm3的序列(SEQ ID NO：1)。活性位点残基用黑体并 双下划线表示。

图4：PtJBMTm3的其他可能除草剂底物。

图5：WO/2009/046090中公开的示例性植物生长素类除草剂。该结 构包括的多种取代基和化合物如下：

A)A代表N或CR₅；