[发明专利]乙酰辅酶A羧化酶除草剂抗性植物

说明书

本申请是申请日为2012年1月31日，申请号为201280016882.X，标题为“乙酰辅酶A羧化酶除草剂抗性植物”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月1日提交的美国临时申请No.61/438,294和2011年10月31日提交的美国临时申请No.61/553830的优先权，在此通过引用将上述申请以其全部并入本文之中。

技术领域

本发明提供了产生对除草剂具有抗性的作物植物的方法和组合物。特别地，本发明提供了含有修饰的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)基因和蛋白质，并对除草剂的抑制作用具有抗性的小麦植物、植物组织和植物种子，所述除草剂通常抑制ACCase蛋白的活性。

背景技术

小麦是全球种植和最具有广泛适应性的谷物。普通小麦用于各种食品中，例如面包、饼干、蛋糕、薄脆饼干和面条。一般来说，将硬质小麦碾磨成面粉用于制作面包，而软质小麦碾磨成面粉则用于糕点和饼干。小麦淀粉用于食品和造纸工业，如洗衣用淀粉，以及其他产品。

商业小麦生产的主要威胁是杂草竞争，这会导致谷物产量降低和质量低劣。虽然可以用耕作来消除杂草，但是经耕种的土地的土壤易受到风和水的侵蚀。由于便于应用和有效性，除草剂处理是控制杂草的首选方法。在减少耕地或设计在土壤表面留下高水平残留物以防止侵蚀的直播种植系统中，除草剂也可以进行杂草控制。小麦中最重要的杂草竞争来自于与其高度相关的草，例如野燕麦和具节山羊草，很难对这些与栽培作物相关的问题杂草种类设计有效的化学控制策略，这是因为它们往往具有相同的除草剂敏感性。为了解决这一问题，其中的一个方法是开发抗除草剂的品种。在这个系统中，在“作物中”施用除草剂以控制杂草，而不对除草剂耐受性的作物造成伤害。

植物中除草剂抗性的开发提供了重要的生产和经济优势；因此，使用除草剂来控制作物中的杂草或植物几乎成为普遍惯例。然而，此类除草剂的使用也会造成所需作物植物的死亡或生长的降低，这使得除草剂应用的时间和方法相当关键或者在某些情况下根本是不可行的。

对于农民而言，特别感兴趣的是使用具有更大效力、广杂草谱有效性和快速土壤降解的除草剂。通过允许使用除草剂来控制杂草生长并且没有损害作物的风险，对这些化合物具有抗性的植物、植物组织和种子提供了具有吸引力的解决方案。广谱除草剂的其中一类是那些能抑制植物中乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)活性的化合物。此类除草剂属于芳氧基苯氧基丙酸酯类(FOP)和环己二酮类(DIM)化学家族。例如，小麦对于许多靶向单子叶植物的ACCase抑制性除草剂是易感的，这使得几乎不可能使用这些除草剂来控制禾本科杂草。

由于小麦在世界舞台上作为作物植物的重要性，需要对ACCase除草剂的抑制效果具有抗性的小麦杂种，从而当使用除草剂来控制禾本科杂草时允许更大的作物产量。

发明概述

本发明提供了产生对除草剂具有抗性的作物植物的方法和组合物。特别地，本发明提供了含有突变的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)基因和蛋白质，并对除草剂的抑制作用具有抗性的小麦植物、品种、品系和杂种、以及植物组织和植物种子，所述除草剂通常抑制ACCase蛋白的活性。

栽培小麦对许多靶向单子叶或禾本科杂草的ACCase抑制性除草剂是易感的。然而，如本文所述，创建了对ACCase抑制性除草剂表现出耐受性的小麦基因型。遗传分析已经在突变体小麦种质中鉴定出了导致ACCase除草剂抗性表型的遗传差异。

在一个实施方式中，本发明提供了一种或多种小麦植物，其种质包含能够使植物对ACCase除草剂具有抗性的突变。此外，在进一步的实施方式中，本发明涉及所述植物杂交的后代(例如，F1，F2，F3等)，其中所述后代的种质具有与亲本植物相同的突变。因此，本发明的实施方式提供了其种质中含有突变的小麦品种/杂种，因此该植物的表型是ACCase除草剂抗性的。在一些实施方式中，所述后代(例如，F1，F2，F3等)是良种小麦品系相互杂交的结果，其中所述良种小麦品系至少一种含有包含能使植物对ACCase除草剂具有耐受性的突变的种质。