[发明专利]AHAS突变体

说明书

本申请是中国专利申请200880011500.8的分案申请，原申请的申请日是2008年4月3日，发明名称是“AHAS突变体”。

发明领域

本发明总体上涉及用于提高植物对乙酰羟酸合酶抑制型除草剂的耐受性的组合物和方法。

发明背景

乙酰羟酸合酶(AHAS；EC4.1.3.18，又称作乙酰乳酸合酶或ALS)是催化支链氨基酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物化学合成的第一个酶(Singh(1999)“缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成(Biosynthesis of valine,leucine and isoleucine),”在Plant Amino Acids,Singh B.K.编辑,Marcel Dekker Inc.New York,New York,第227-247页)。AHAS是结构不同的四种除草剂家族的作用位点，所述除草剂家族包括磺酰脲类(Tan等人(2005)Pest Manag.Sci.61:246-57；Mallory-Smith和Retzinger(2003)Weed Technology17:620–626；LaRossa和Falco(1984)Trends Biotechnol.2:158-161)、咪唑啉酮类(Shaver等人(1984),Plant Physiol.76:545-546)、三唑并嘧啶类(Subramanian和Gerwick(1989)“通过三唑并嘧啶类抑制乙酰乳酸合酶(Inhibition of acetolactate synthase by triazolopyrimidines),”于Biocatalysis in Agricultural Biotechnology一书中,Whitaker,J.R.和Sonnet,P.E.编著,ACS Symposium Series,American Chemical Society,Washington,D.C.,第277-288页)和嘧啶基氧基苯甲酸酯类(pyrimidyloxybenzoates)(Subramanian等人(1990)Plant Physiol.94:239-244)。咪唑啉酮和磺酰脲除草剂在现代农业中广泛使用，原因是它们在极低应用率下的效力和在动物中相对无毒。通过抑制AHAS活性，这些除草剂家族还阻止包括许多杂草物种在内的易感植物的生长和发育。可商购的咪唑啉酮除草剂的一些实例是(咪草烟)、(灭草喹)和(灭草烟)。磺酰脲除草剂的实例是绿黄隆、甲黄隆、嘧黄隆、氯嘧黄隆、噻黄隆、苯黄隆、禾草苄混剂、烟嘧黄隆、胺苯黄隆、玉嘧黄隆、氟胺黄隆、醚苯黄隆、氟嘧黄隆、醚黄隆、磺氨黄隆(amidosulfiuon)、fluzasulfuron、啶咪黄隆、吡嘧黄隆和吡氯黄隆。

由于咪唑啉酮类除草剂的高效力和低毒性，可以通过喷洒在植被顶部广泛区域来促进它们的应用。能够将除草剂喷洒到植被顶部广泛区域降低了与植物建立和维持相关的成本，并且减少了在此类化学剂使用前现场准备的需要。在目的耐受物种顶部喷洒也导致能够因竞争物种不存在而实现所需物种最大产量的潜力。然而，使用此类顶部喷洒技术的能力取决于喷洒区域中存在所需植被的咪唑啉酮抗性物种。

在主要的农业作物中，一些豆科物种如大豆天然地抵抗咪唑啉酮除草剂，原因是它们能够迅速代谢所述除草剂化合物(Shaner和Robson(1985)Weed Sci.33:469-471)。其它作物如谷物(Newhouse等人(1992)Plant Physiol.100:882－886)和稻(Barrette等人(1989)Crop Safeners for Herbicides,Academic Press,New York,第195-220页)某种程度地对咪唑啉酮除草剂易感。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在每种植物中该化合物从有毒到无毒形式的差异性代谢(Shaner 等人(1984)Plant Physiol.76:545-546；Brown等人(1987)Pestic.Biochem.Physiol.27:24-29)。其它的植物生理学差异如吸收和运输也在敏感性中起到重要作用(Shaner和Robson(1985)Weed Sci.33:469-471)。