對HPPD抑制劑型除草劑耐受的植物制造技術

本發明專利技術涉及編碼從屬于亞科聚球藻亞科的細菌獲得的編碼羥苯基丙酮酸雙加氧酶(EC?1.13.11.27，本文中縮寫為HPPD)的核酸序列以及由其編碼的蛋白，還涉及包含此類核酸序列的嵌合基因，還涉及此類核酸序列、蛋白或嵌合基因用于獲得對HPPD抑制劑型除草劑耐受的植物的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】對HPPD抑制劑型除草劑耐受的植物導言本專利技術涉及編碼從屬于亞科聚球藻亞科(Synechococcoideae)的細菌獲得的輕苯基丙酮酸雙加氧酶(EC I. 13. 11. 27，本文中縮寫為HPH))的核酸序列，以及由其編碼的蛋白質，還涉及包含此類核酸序列的嵌合基因，還涉及此類核酸序列、蛋白質或嵌合基因用于獲得對HPH)抑制劑型除草劑耐受的植物的用途。專利技術背景 HPPD是催化酪氨酸降解產物對羥苯基丙酮酸(本文中縮寫為HPP)轉化為尿黑酸(本文中縮寫為HG)的反應的酶，尿黑酸是植物中生育酚和質體醌的前體(Crouch N. P.等人(1997) Tetrahedron, 53, 20,6993-7010, Fritze 等人,(2004), Plant Physiology 134 1388-1400)。生育酚作為膜連結的抗氧化劑發揮作用。質體醌首先作為PSII和細胞色素b6/f復合體之間的電子載體發揮作用，其次，其是八氫番茄紅素不飽和酶(參與類胡蘿卜素的生物合成)的氧化還原輔因子。迄今為止，NCBI數據庫中存在的超過700條來自多種生物的核酸序列被注釋為編碼具有HPI3D結構域的推定蛋白質，包括UniProtKB/TrEMBL數據庫中給出的Q2JX04或Q2JPN8檢錄號下以及NCBI蛋白質數據庫中分別給出的YP_473959和ΥΡ_476507檢錄號下公開的序列。但對那些中的大多數(包括對應于檢錄號Q2JX04/YP_473959或Q2JPN8/YP476507的序列)而言，尚未在體外檢驗或植物內手段中證明源自此類序列的蛋白質具有HPro酶促活性，也沒有證明此類HPro蛋白在植物中表達時可賦予針對HPro抑制劑型除草劑的除草劑耐受性。在本領域范疇內已經描述了若干HPro蛋白及其一級序列，特別是細菌(例如假單胞菌屬(Riletschi等人，Eur. J. Biochem. , 205,459-466,1992, WO 96/38567))、植物(例如擬南芥屬(W0 96/38567，Genebank AF047834)、胡蘿卜(W0 96/38567， Genebank 87257)、燕麥(Avena sativa)(TO 02/046387)、小麥(W002/046387)、寬葉臂形草(Brachiaria platyphylla) (W0 02/046387)、蔡藜草(Cenchrusechinatus) (W002/046387)、硬直黑麥草(Lolium rigidum) (W0 02/046387)、葦葉羊茅(Festuca arundinacea) (W0 02/046387)、狗尾草(Setaria faberi) (W0 02/046387)、牛筋草(Eleusine indica) (W0 02/046387)、高梁屬(Sorghum) (W0 02/046387)、球抱子菌屬(Coccicoides) (Genebank C0ITRP)、日本黃連(Coptis japonica) (W0 06/132270)、萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii) (ES 2275365))或哺乳動物(例如小鼠或豬)的 HPPD 蛋白。指出的參考文獻中公開的相應序列通過引用并入本文。大多數植物通過arrogenate 合成酪氨酸(Abou-Zeid 等人(1995), Applied EnvMicrob 41 :1298-1302 ;Bonner 等人，(1995)，Plant Cells Physiol. 36,1013-1022 ；Byng等人，(1981), Phytochemistry 6 :1289-1292 ；Connely and Conn (1986), Z. Naturforsch41c :69-78 ；Gaines 等人，(1982)，Plants 156 :233-240)。在這些植物中，HPP 僅源于酪氨酸的降解。另一方面，在例如釀酒酵母的酵母或大腸桿菌的細菌等的生物中，HPP是酪氨酸前體，并且通過預苯酸脫氫酶(prephenate dehydrogenase,下文中稱為F1DH)的作用(將預苯酸轉化為 HPP)來合成(Lingens 等人，(1967)European J. Biochem 1:363-374;Sampathkumar and Morrisson (1982), Bioch Biophys Acta 701:204-211)。在這些生物中，HPP的生產因此直接與芳香族氨基酸生物合成途徑(莽草酸途徑)相關聯，而不與酪氨酸降解途徑相關聯。對HPro的抑制導致光合作用的解偶聯，缺乏輔助捕光色素(accessorylight-harvesting pigments),以及最重要地，由于缺少正常情況下由類胡蘿卜素提供的光保護導致的UV照射和活性氧類別對葉綠體的破壞(褪色)(Norris等人(1995), PlantCell 7:2139-2149)。光合活性組織的褪色導致生長抑制和植物死亡。已證明，抑制HPro并且與該酶特異性結合以抑制HPP向尿黑酸的轉化的一些分子是非常有效的選擇性除草劑。目前，大多數可商業獲得的HPro抑制劑型除草劑屬于這四個化學家族之一I)三酮類，例如，磺草酮-1，3-環己二酮]，甲基磺草酮-I，3-環己二酮];環磺酮 (忱1^0^^01^)苯甲酰基]-I, 3-環-己二酮];莊無忌(tefuryltrione)甲基]苯甲酰基]-I, 3-環己二酮]];bicyclopyrone -6_ (二氟甲基)-3-卩比唳基]擬基]二環辛-3-烯-2-酮];雙環磺草酮(Benzobicyclon)羊-2-烯-4-酮]2) 二酮腈類，例如2-氰基-3-環丙基-1-(2-甲基磺酰基-4-三氟甲基苯基)-丙-I，3- 二酮和2-氰基-I- -3-(1-甲基環丙基)丙-1，3- 二酮；3)異T惡唑類，例如異5惡氟草甲酮]。在植物中，異Pii氟草被快速代謝為DKN(展示出HPro抑制劑性質的二酮腈類化合物)；和4)pyrazolinate,例如苯批唑草麗(topramezone)(5-羥基-I-甲基-IH-吡唑-4-基)甲酮]和pyrasulfotole ；pyrazofen苯乙酮]。這些抑制HPro的除草劑可在展現出代謝耐受性的作物植物(例如玉米(Zeamays),它們在其中被迅速降解)中使用以抵擋草(grass)和/或闊葉雜草(Schulz等人，(1993). FEBS letters, 318,162-166 ;Mitchell 等人，(2001)Pest Management Science,Vol 57,120-128 ;Garcia 等人，(2000)Biochem.，39，7501-7507 ;Pallett 等人，(2001)PestManagement Science, Vol 57，133_142)。為拓展這些抑制HPH)的除草劑的范圍，進行了若干努力，以向植物(特別是沒有代謝耐受性或代謝耐受性運作欠佳的植物)賦予在農藝學田間條件下可接受的耐受性水平。除了分流HPro介導的尿黑酸生產(US 6,812,0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·波雷，B·拉博爾，N·克尼特爾奧特勒本，G·朗格，A·舒爾茨，R·海因，
申請(專利權)人：拜爾知識產權有限公司，
類型：
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