[发明专利]利用诱导型肌醇六磷酸基因控制发芽

说明书

本发明是基于1997年8月11日申请的美国临时申请号60/055,323并得益于上述申请；上述申请的全部内容在本文中作为参考文献的形式引用。

                     发明领域

本发明提供了含有一种诱导型基因(肌醇六磷酸基因)的植物，该基因通过调节肌醇六磷酸的含量控制种子的萌发性；本发明还提供了生产和使用该植物、该植物的种子及其后代的方法。

                     发明背景

玉米的低肌醇六磷酸突变体是已知的。近来重组DNA技术的成熟在农艺工业中转化为经济上的成功。抗除草剂和抗昆虫的棉花、大豆和玉米已成功上市了。在农作物的转化之前一些作物由于突变已具有抗除草剂的特性。例如Garst Seed Company生产的IT^TM玉米是抗除草剂(Imazethapyr)的HERBICIDE PURSUIT^(American Cyanamid)突变植物。

突变植物还被用于在多种作物中产生有价值的特性。例如在玉米中利用蜡质化、直链淀粉伸长以及其它突变得到特定的淀粉特性，并且在甜玉米中利用了甜味突变。

低肌醇六磷酸突变，lpa1-R，已由Raboy(U.S.Patent No.1,689,054(其中描述了lpa1-1))得到。此lpa1突变的商业应用预期将在1999年出现。许多公司目前正在研究这种新的低肌醇六磷酸突变体。通过玉米育种的突变方法以及突变剂的应用在玉米中得到了多种不同突变以及具有这种低肌醇六磷酸特性的不同品种。

转座子标记是已知的基因鉴定和测序方法，该方法包括用可转座元件突变植物。这种方法的一个优点是它提供了与突变相关基因的鉴定和测序的一种手段。一旦一个基因已被克隆它就可在不同种之间转移。利用基因的鉴定测序和转化的方法将基因从一种植物转移到另一种植物中的方法在工业中是广为人知的。Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Molecular Biology 1992，43：49-82中Virginia Walbot的题为“Strategies for Muatgenesis and Gene Cloning UsingTransposon Tagging and T-DNA Insertional Mutagenesis”的文章。在Plant Cell，Vol 5，pp.1555-1566(November 1993)中PhilipStinard等人的题为“Genetic Isolation，Cloning and Analysisof a Mutator-induced，Dominant Antimorph of the Maize AmyloseExtenderl Locus.”的文章报道了利用mu1元件转座子标记在玉米中进行遗传分离和克隆直链淀粉伸长基因的具体例子。文章报道了进行转座子标记的突变植物和突变基因的鉴定。该基因用本领域中已知的方法测序。测出序列的部分作为探针被用于鉴定突变基因，然后克隆了该基因。基因的克隆已有实践并作为一种技术已很好地得以建立。贯穿本发明的重组DNA技术对于本领域的技术人员是已知的并在Mantiatis等人的MOLECULAR CLONING：a Laboratory Manual，ColdSpring Harbor Laboratory，Cold spring Harbor，N.Y.中有所描述。

可开关的或可诱导的转化构建体是已知的并可通过本领域中已知的手段制备。通常在基因被克隆之后将其置入用于转化植物的构建体中。该基因、或等位基因、或其截短的、置换的或缺失的变体，可被置入转化载体的有义或反义位置。普通技术人员可预期通过反义技术下调天然基因并不需要将整个基因插入反义方向，而只需插入能产生下调的序列。这就是说基因片段，如含30-100个核酸碱基，优选地45-65个核酸碱基的片段可用于下调基因的表达。

用于植物转化的转化载体可购自Clontech或其它供应商。载体的选择优选地应提供适应于植物种属和所应用的转化方法的恰当材料。例如如果植物容易进行农杆菌转化那么所选的载体应在载体中包括T-DNA部分。启动子、内含子、前导序列和选择标记的选择使得该基因编码的氨基酸序列在所需的植物中以所需的水平表达。进而，通过针对被转化宿主细胞的特定密码子使用优化可优化载体。

最近诱导型启动子已被用于激活与启动子可操作连接的基因。对激活因素应答后诱导型启动子激活或抑制基因。