[发明专利]草甘膦耐受性甜菜

说明书

本发明是申请号为200480004680.9、国际申请日为2004年2月17日、进入中国国家阶段的申请日为2005年8月19日的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及草甘膦耐受性甜菜植株，植物材料和种子。 

背景技术

甜菜(Beta vulgaris)在许多国家中被作为商业农作物而栽种，其总产量超过240百万公吨。 

N-(膦酰基甲基)甘氨酸(通常被称为草甘膦(Glyphosat))是一种广谱除草剂，由于其高效，具有生物可降解性和对动物与人类的低毒性故被广泛使用。草甘膦抑制莽草酸途径，该途径导致包括氨基酸类和维生素类的芳香化合物的合成。具体而言，草甘膦通过抑制酶5-烯醇丙酮酰-3-磷酸基莽草酸合酶(EPSP合酶或EPSPS)，抑制磷酸烯醇丙酮酸和3-磷酸基莽草酸反应转变为5-烯醇丙酮酰-3-磷酸基莽草酸。当用草甘膦处理常规植物的时候，植物不能产生生长和生存所需的芳香族氨基酸(例如苯丙氨酸和酪氨酸)。EPSPS存在于所有植物，细菌，和真菌中。它不存在于不能自身合成芳香族氨基酸的动物中。因为芳香族氨基酸的生物合成途径不存在于哺乳动物、禽类或水生生命形式中，故即使草甘膦对这些有机体存在任何毒性，其毒性也是很少量的。EPSPS酶天然地存在于植物和微生物来源的食物中。 

草甘膦是除草剂(诸如美国Monsanto公司生产的 )中的有效成分。典型地，其以水溶性盐诸如铵盐、烷基胺盐、碱金属盐或三甲基锍(trimethylsulfonium)盐进行配制。最通常的制剂之一是草甘膦的异丙胺盐，其是 除草剂中使用的形式。 

已经证明通过在植物的基因组中插入产生草甘膦耐受性EPSP合酶(例如来自农杆菌属样品(Agrobacterium sp.)菌株CP4AcO的CP4-EPSPS)的能力可以生产草甘膦耐受性植物。 

通过农杆菌介导的转化，将编码草甘膦耐受性EPSPS(例如CP4-EPSPS)的基因导入植物的基因组中可以生产草甘膦耐受性甜菜植株。WO 99/23232中已经公开了所述甜菜植株，其表达CP4-EPSPS。然而，由采用CP4-EPSPS基因以该方式转化的细胞所生长的甜菜植 株，在其性状上存在很大差异，这是由于如下事实，即基因被插入在植物基因组中的随机位置上。特定转基因插入至染色体上特定位置通常被称为“事件(event)”。术语“事件”也用来区分遗传工程化农作物品种。合乎需要的事件是非常稀少的。由于转基因被插入到具有生长重要性的植物基因中，导致基因断裂和不表达，或转基因插入到不能使转基因表达或使其表达非常低的染色体部分中，因此绝大多数的事件是会被废弃的。因为这个原因，为了识别特征在于导入基因充分表达的事件，就需要筛选大量的事件。这个过程非常费时而且成本高昂，而且其绝非可以保证能够发现具有满意性质的植株。 

发明内容

因此，本发明的目的是提供甜菜植株，其表现出对抗草甘膦的高水平耐受性，但不具有在其他重要农学性质诸如生长、产量、品质、病原抗性等方面上的缺点。 

根据本发明的草甘膦耐受性甜菜植株的特征在于： 

a)甜菜植株获自保藏于NCIMB，Aberdeen(苏格兰，英国)，保藏号为NCIMB 41158或NCIMB 41159的种子，和/或 

b)采用含有SEQ ID NO：1核苷酸序列的第一引物和含有SEQ IDNO：2核苷酸序列的第二引物，使用聚合酶链式反应，可从所述甜菜植株、其部分或其种子的基因组DNA中扩增630-700bp，优选664bp的DNA片段，和/或 

c)采用含有SEQ ID NO：3核苷酸序列的第一引物和含有SEQ IDNO：4核苷酸序列的第二引物，使用聚合酶链式反应，可从所述甜菜植株、其部分或其种子的基因组DNA中扩增3500-3900bp，优选3706bp的DNA片段，和/或 

d)采用含有SEQ ID NO：7核苷酸序列的第一引物和含有SEQ IDNO：8核苷酸序列的第二引物，使用聚合酶链式反应，可从所述甜菜植株、其部分或其种子的基因组DNA中扩增270-300bp，优选288bp的DNA片段，和/或 

e)采用含有SEQ ID NO：9核苷酸序列的第一引物和含有SEQ IDNO：10核苷酸序列的第二引物，使用聚合酶链式反应，可从所述甜菜植株、其部分或其种子的基因组DNA中扩增710-790bp，优选751bp 的DNA片段，和/或