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除草剤抵抗性遺伝子
説明

除草剤抵抗性遺伝子

【課題】2,4-Dおよび他のフェノキシオーキシン除草剤に対してのみならず、アリールオキシフェノキシプロピオネート除草剤にも抵抗性である新規な植物の提供。
【解決手段】より広くかつより強固な雑草の制御、処理の柔軟性の増加、および除草剤抵抗性管理の選択肢の改善を提供するために、本発明の1種または複数の酵素を、単独で、または別の除草剤抵抗性遺伝子、好ましくは、グリホセート抵抗性遺伝子とともに「重ね合わせて」産生する植物を含む。AAD(アリールオキシシアルカノエートジオキシゲナーゼ)遺伝子およびタンパク質と呼ばれる遺伝子および酵素を含むトランスジェニック植物。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:2の変種、およびSEQ ID NO:4の変種からなる群より選択されるAAD-12タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含むトランスジェニック植物細胞であって、該変種がアリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性ならびにSEQ ID NO:2およびSEQ ID NO:4からなる群より選択される配列と少なくとも95%の配列同一性を有する、トランスジェニック植物細胞。
【請求項2】
ポリヌクレオチドの発現により、フェノキシ酢酸オーキシン除草剤を非除草性分子に転換する能力が付与される、請求項1記載の細胞。
【請求項3】
ポリヌクレオチドの発現により、ピリジルオキシオーキシン除草剤を非除草性分子に転換する能力が付与される、請求項1記載の細胞。
【請求項4】
ポリヌクレオチドの発現により、前記除草剤に対する耐性が与えられる、請求項1記載の複数の細胞を含むトランスジェニック植物。
【請求項5】
トランスジェニック植物細胞の表面および/またはその周囲に、および前記ポリヌクレオチドを欠く欠乏植物細胞に、アリールオキシアルカノエート除草剤を適用する工程;ならびに
該トランスジェニック植物細胞および該欠乏植物細胞を増殖させる工程
を含む、請求項1記載の少なくとも1種のトランスジェニック植物細胞を選択する方法。
【請求項6】
トランスジェニック植物細胞が、圃場で生育するトランスジェニック農作物植物の植物細胞であり、欠乏細胞が、該圃場で生育する雑草の細胞である、請求項5記載の方法。
【請求項7】
トランスジェニック植物細胞が、前記ポリヌクレオチドで形質転換された植物細胞であり、
欠乏細胞が非形質転換体であり、かつ
該細胞のすべてが組織培養培地上で増殖する、
請求項5記載の方法。
【請求項8】
2,4-D除草剤を農作物植物および雑草に適用する工程を含む、雑草を制御する方法であって、該農作物植物が請求項1記載の複数の植物細胞を含む、方法。
【請求項9】
農作物植物がダイズ植物である、請求項8記載の方法。
【請求項10】
雑草がグリホセートに対して抵抗性である、請求項8記載の方法。
【請求項11】
AAD-12遺伝子を含む植物を栽培する工程;および
該植物にアリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ除草剤を適用する工程
を含む、アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ除草剤による損傷から農作物植物を保護する方法。
【請求項12】
除草剤が2,4-Dである、請求項11記載の方法。
【請求項13】
植物および雑草にグリホセートを適用する工程をさらに含む方法であって、該植物がグリホセート抵抗性遺伝子をさらに含む、請求項8記載の方法。
【請求項14】
植物および雑草に第3の除草剤を適用する工程をさらに含む方法であって、該植物が第3の除草剤抵抗性遺伝子をさらに含む、請求項13記載の方法。
【請求項15】
ピリジルオキシオーキシン除草剤に対する抵抗性を付与する酵素をコードする異種ポリヌクレオチドを含むトランスジェニック植物。
【請求項16】
ポリヌクレオチドがフェノキシオーキシン除草剤に対する抵抗性もまた付与する、請求項15記載のトランスジェニック植物。
【請求項17】
フェノキシオーキシン除草剤が2,4-DおよびMCPAからなる群より選択される、請求項16記載の植物。
【請求項18】
少なくとも1種のさらなる除草剤抵抗性遺伝子をさらに含む、請求項15記載の植物。
【請求項19】
アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む植物であって、該タンパク質をコードする核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、植物。
【請求項20】
アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、該タンパク質をコードする核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、植物における発現のために最適化されているコドン組成を含むポリヌクレオチド。
【請求項21】
アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする異種ポリヌクレオチドを含む植物細胞であって、該タンパク質をコードする核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、植物細胞。
【請求項22】
前記ポリヌクレオチドを用いる形質転換に複数の植物細胞を供する工程;
次いで、非形質転換細胞を殺傷しながらまたはその増殖を阻害しながら、該ポリヌクレオチドを発現する形質転換細胞が増殖することを可能にする除草剤の濃度において該細胞を増殖させる工程
を含み、除草剤がフェノキシオーキシン除草剤およびピリジルオキシオーキシン除草剤からなる群より選択される、請求項21記載の形質転換植物細胞を選択する方法。
【請求項23】
形質転換植物を選択するために使用される方法であって、細胞が植物の細胞である、請求項22記載の方法。
【請求項24】
少なくとも1種のトランスジェニック植物の種子を圃場に植える工程を含み、
ピリジルオキシオーキシン除草剤およびフェノキシオーキシン除草剤からなる群より選択される第1の除草剤を該圃場の少なくとも一部に適用する工程;ならびに
少なくとも1種の他の除草剤を該圃場の該少なくとも一部に適用する工程
をさらに含む、圃場で少なくとも1種の雑草を制御する方法であって、
該植物が、
ピリジルオキシオーキシン除草剤に対する抵抗性を付与する酵素をコードする異種ポリヌクレオチド、および
少なくとも1種の他の除草剤に対する抵抗性を付与する酵素をコードする第2の異種ポリヌクレオチド
を含む、
方法。
【請求項25】
除草剤が連続的にまたは同時に適用される、請求項24記載の方法。
【請求項26】
第1の除草剤がフェノキシオーキシン除草剤である、請求項24記載の方法。
【請求項27】
少なくとも1種の他の除草剤が、アセトクロル、アシフルオルフェン、アロキシジム、アミドスルフロン、アミノピラリド、アトラジン、ベフルブタミド、ビスピリバック、ブタフェナシル、カフェンストロール、カルフェントラゾン、クロリムロン、クロロトルロン、シニドン-エチル、クレトジム、クロジナホップ、クロマゾン、クロプロキシジム(cloproxydim)、クロピラリド、クロランスラム、シアナジン、シクロスルファムロン、シクロキシジム、シハロホップ、ダイムロン、ジカンバ、ジクロホップ、ジクロスラム、ジフルフェニカン、ジメテナミド、ジクワット、ジチオピル、ジウロン、エタルフルラリン、フェノキサプロップ、フラザスルフロン、フロラスラム、フルアジホップ、フルカルバゾン、フルフェナセット、フルフェニカン、フルフェンピル(flufenpyr)、フルメツラム、フルミクロラック、フルミオキサジン、フルロキシピル、フルチアセト、ホメサフェン、ホラムスルフロン、グルホシネート、グリホセート、ハロサフェン(halosafen)、ハロスルフロン、ハロキシホップ、イマザメタベンズ、イマザモクス、イマザピク、イマザピル、イマザキン、イマゼタピル、イマゾスルフロン、ヨードスルフロン、イオキシニル、イソキサベン、イソキサフルトール、ラクトフェン、リヌロン、メフェナセット、メフルイジド、メソスルフロン、メソトリオン、メタミホップ、メタザクロル、メトスラム、メトリブジン、MSMA、ナプロパミド、ニコスルフロン、ノルフルラゾン、オリザリン、オキサジアゾン、オキシフルオルフェン、パラコート、ペブラート、ペンジメタリン、ペノクススラム、ピクロラム、ピコリナフェン(picolinafen)、ピノキサデン(pinoxaden)、プリミスルフロン、プロホキシジム、プロパニル、ピラフルフェン、ピラゾスルフロン、ピリベンゾキシム、ピリミノバック、ピリチオバック、ピロキサスルホン、ピロクススラム(pyroxsulam)、キンクロラック、キンメラック、キザロホップ、リムスルフロン、セトキシジム、シマジン、スルコトリオン、スルフェントラゾン、スルホメツロン、テフリルトリオン(tefuryltrione)、テムボトリオン(tembotrione)、テプラロキシジム、テルバシル、チアゾピル、チジアズロン、チエンカルバゾン(thiencarbazone)、チフェンスルフロン、チオベンカルブ、トプラメゾン、トラルコキシジム、トリアスルフロン、トリベヌロン、トリクロピル、トリフロキシスルフロン、トリフルラリン、トリフルスルフロン、およびトリトスルフロン(tritosulfuron)からなる群より選択される、請求項24記載の方法。
【請求項28】
タンパク質およびピリジルオキシオーキシン除草剤を含む試料を提供する工程;ならびに
該試料をクロロピリジノールの存在についてアッセイする工程
を含む、ピリジルオキシアルカノエート除草剤を切断するその能力についてタンパク質をアッセイする方法。
【請求項29】
タンパク質および2-(2-クロロ, 4-ニトロフェノキシ)プロピオネートおよび/または酢酸を含む試料を提供する工程;ならびに
2-クロロ, 4-ニトロフェノールの存在について該試料をアッセイする工程
を含む、アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性についてタンパク質をアッセイする方法。
【請求項30】
フェノキシオーキシンおよびピリジルオキシオーキシンからなる群より選択される少なくとも1種の除草剤を酵素的に分解するタンパク質をコードする核酸分子を含む遺伝性発現カセットであって、核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、遺伝性発現カセット。
【請求項31】
プロモーターが植物プロモーターである、請求項30記載の発現カセット。
【請求項32】
キャッサバ葉脈モザイクウイルス(cassava vein mosaic virus)プロモーター、CaMV 35Sプロモーター、ゴマノハグサ(Figwort)モザイクウイルスプロモーター、イネアクチンプロモーター、ファゼオリンプロモーター、アラビドプシス・サリアナ(Arabidopsis thaliana)ユビキチン10プロモーター、トウモロコシユビキチンプロモーター、アラビドプシス・サリアナAct2プロモーター、アラビドプシス・サリアナユビキチン11プロモーター、およびアラビドプシス・サリアナユビキチン3プロモーターから選択されるプロモーターを含む、請求項30記載の発現カセット。
【請求項33】
植物が、グリホセートを含む除草剤製剤に対して抵抗性である、請求項24記載の方法。
【請求項34】
第1の除草剤を圃場に適用する工程;および
第1の除草剤の適用の14日間以内に該圃場に種子を植える工程
を含む、圃場において雑草を制御する方法であって、
該種子が請求項1記載の細胞を含み、
第1の除草剤がフェノキシオーキシンおよびピリジルオキシオーキシンからなる群より選択される、
方法。
【請求項35】
第1の除草剤が酸、無機塩、有機塩、またはエステルである、請求項34記載の方法。
【請求項36】
播種の前に圃場に第2の除草剤を適用する工程をさらに含む方法であって、種子が、植物に第2の除草剤に対する抵抗性を与える第2の遺伝子を含む、請求項34記載の方法。
【請求項37】
第2の除草剤がグリホセート、グラモキソン、およびグルホシネートからなる群より選択される、請求項36記載の方法。
【請求項38】
請求項20記載のポリヌクレオチドを植物が含むか否かを検出する方法であって、
該植物から試料を収集する工程;および
該ポリヌクレオチドの存在について該試料をアッセイする工程
を含む方法。
【請求項39】
ポリヌクレオチドがコードするタンパク質の存在について前記試料をアッセイする工程を含む、請求項38記載の方法。
【請求項40】
ポリヌクレオチドの存在を検出するためにPCRプライマーまたはプローブを使用する工程を含む、請求項38記載の方法。
【請求項41】
タンパク質の存在を検出するために抗体を使用する工程を含む、請求項39記載の方法。
【請求項42】
植物が、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、フォトラブダス(Photorhabdus)、およびゼノラブダス(Xenorhabdus)からなる群より選択される生物に由来する昆虫抵抗性遺伝子をさらに含む、請求項15記載の植物。
【請求項43】
真菌抵抗性、ストレス耐性、収量の増加、油の性質(profile)の改善、繊維品質の改善、ウイルス抵抗性、成熟の遅延、低温耐性、および塩耐性からなる群より選択される農学的な形質のための遺伝子をさらに含む、請求項15記載の植物。
【請求項44】
圃場において請求項15記載の少なくとも1種のトランスジェニック植物を栽培する工程;および
ピリジルオキシオーキシン除草剤を該圃場の少なくとも一部に適用する工程
を含む、圃場において少なくとも1種の雑草を制御する方法。
【請求項45】
圃場において請求項16記載の少なくとも1種の植物を栽培する工程;および
フェノキシオーキシン除草剤を該圃場の少なくとも一部に適用する工程
を含む、圃場において少なくとも1種の雑草を制御する方法。
【請求項46】
圃場の少なくとも一部にフェノキシオーキシン除草剤を適用する工程をさらに含む、請求項44記載の方法。
【請求項47】
ピリジルオキシオーキシン除草剤が、フルロキシピルおよびトリクロピルからなる群より選択される、請求項44記載の方法。
【請求項48】
フェノキシオーキシン除草剤が2,4-DおよびMCPAからなる群より選択される、請求項45記載の方法。
【請求項49】
植物が、グリホセート、グルホシネート、イマゼタピル、クロルスルフロン、ジカンバ、メソトリオン、イソキサフルトール、およびブタフェナシルからなる群より選択される除草剤に対して抵抗性である、請求項45記載の方法。
【請求項50】
除草剤がアキラルフェノキシオーキシンである、請求項45記載の方法。
【請求項51】
植物が単子葉植物である、請求項24記載の方法。
【請求項52】
単子葉植物が、トウモロコシ、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、暖地型および寒地型芝草、オートムギ、ソルガム、および牧草からなる群より選択される、請求項51記載の方法。
【請求項53】
第1の除草剤がフェノキシオーキシンであり、植物が双子葉植物である、請求項24記載の方法。
【請求項54】
双子葉植物が、ワタ、タバコ、アブラナ、およびダイズからなる群より選択される、請求項53記載の方法。
【請求項55】
基質としてピリジルオキシオーキシン除草剤およびフェノキシオーキシン除草剤を使用することができる酵素をコードするポリヌクレオチドを、作物の少なくとも1つの植物細胞に導入する工程を含む、作物に除草剤抵抗性を付与する方法。
【請求項56】
圃場の少なくとも一部にアリールオキシアルカノエート除草剤を適用する工程を含む、グリホセートおよび/またはグルホシネート耐性の農作物植物の圃場において、グリホセート抵抗性、天然のグリホセート耐性、および/または天然のグルホシネート耐性の雑草を制御する方法であって、該植物が請求項13記載のポリヌクレオチドを含む、方法。
【請求項57】
除草剤がフェノキシオーキシンである、請求項56記載の方法。
【請求項58】
フェノキシオーキシンが2,4-Dである、請求項57記載の方法。
【請求項59】
圃場の少なくとも一部にアリールオキシアルカノエート除草剤を適用する工程を含む、請求項20記載のポリヌクレオチドを含む農作物植物の圃場においてALS-阻害性除草剤に対して抵抗性である雑草を制御する方法。
【請求項60】
植物細胞が双子葉植物細胞および単子葉植物細胞からなる群より選択される、請求項1記載の細胞。
【請求項61】
植物細胞が双子葉植物であり、かつワタ細胞、タバコ細胞、アブラナ細胞、ダイズ細胞、およびアラビドプシス(Arabidopsis)細胞からなる群より選択される、請求項60記載の細胞。
【請求項62】
植物細胞がイネ細胞およびトウモロコシ細胞からなる群より選択される単子葉植物細胞である、請求項60記載の細胞。
【請求項63】
ピリジルオキシオーキシン除草剤がフルロキシピルおよびトリクロピルからなる群より選択される、請求項61記載の細胞。
【請求項64】
ポリヌクレオチドの発現が、植物に、フェノキシ酢酸オーキシン除草剤とピリジルオキシオーキシン除草剤の両方に対する抵抗性を与える、請求項4記載の植物。
【請求項65】
第2の除草剤を適用する工程を含む、請求項8記載の方法。
【請求項66】
2,4-D除草剤および第2の除草剤が連続的に適用される、請求項22記載の方法。
【請求項67】
第1の除草剤および第2の除草剤が同時に適用される、請求項22記載の方法。
【請求項68】
植物がグリホセートに対して抵抗性である、請求項8記載の方法。
【請求項69】
第2のポリヌクレオチドが修飾EPSPS(5-エノールピルビルシキメート-3-リン酸シンターゼ)である、請求項24記載の方法。
【請求項70】
第1の除草剤がフェノキシオーキシンであり、第2の除草剤がグリホセートおよびグルホシネートからなる群より選択される、請求項24記載の方法。
【請求項71】
フェノキシオーキシンが2,4-Dであり、第2の除草剤がグリホセートである、請求項70記載の方法。
【請求項72】
第3の除草剤を適用する工程をさらに含む、請求項24記載の方法。
【請求項73】
アリールオキシアルカノエートジオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする、植物での発現のために最適化されたポリヌクレオチドであって、該タンパク質をコードする核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、ポリヌクレオチド。
【請求項74】
ポリヌクレオチドが、双子葉植物または単子葉植物での発現のために最適化されている、請求項44記載のポリヌクレオチド。
【請求項75】
フェノキシオーキシンおよびピリジルオキシオーキシンからなる群より選択される除草剤を酵素的に分解するタンパク質をコードする単離されたポリヌクレオチドであって、該タンパク質をコードする核酸分子が、SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、およびSEQ ID NO:5からなる群より選択される配列の完全な相補体とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、植物細胞において機能的であるプロモーターに機能的に連結されているポリヌクレオチド。
【請求項76】
プロモーターが植物プロモーターである、請求項75記載のポリヌクレオチド。
【請求項77】
プロモーターがキャッサバ葉脈モザイクウイルスプロモーターである、請求項76記載のポリヌクレオチド。
【請求項78】
ポリヌクレオチドが選択可能なマーカーとして使用される、請求項22記載の方法。
【請求項79】
請求項1記載の植物細胞を含む種子。
【請求項80】
請求項79記載の種子から生長した植物。
【請求項81】
請求項4記載の植物の再生可能な部分、子孫、または無性繁殖物(asexual propagate)。
【請求項82】
除草剤抵抗性雑草を処理または予防するために使用される、請求項8記載の方法。
【請求項83】
バチルス・チューリンゲンシス、フォトラブダス、およびゼノラブダスからなる群より選択される生物に由来する昆虫抵抗性遺伝子をさらに含む、請求項4記載の植物。
【請求項84】
真菌抵抗性、ストレス耐性、収量の増加、油の性質の改善、繊維品質の改善、ウイルス抵抗性、成熟の遅延、低温耐性、および塩耐性からなる群より選択される農学的な形質のための遺伝子をさらに含む、請求項4記載の植物。
【請求項85】
圃場の少なくとも一部にアリールオキシアルカノエート除草剤を適用する工程を含む、グリホセート耐性の農作物植物の圃場においてグリホセート抵抗性雑草を制御する方法であって、該植物が請求項20記載のポリヌクレオチドを含む、方法。
【請求項86】
除草剤がフェノキシオーキシンである、請求項85記載の方法。
【請求項87】
除草剤が容器での混合物から適用される、請求項25記載の方法。
【請求項88】
雑草の少なくとも1種が、トランスジェニック作物とは異なる種の少なくとも1種のグリホセート抵抗性自生植物を含む、請求項10記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−46624(P2013−46624A)
【公開日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−225890(P2012−225890)
【出願日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【分割の表示】特願2008−538037(P2008−538037)の分割
【原出願日】平成18年10月27日(2006.10.27)
【出願人】(505412443)ダウ アグロサイエンシズ リミテッド ライアビリティー カンパニー (10)
【Fターム(参考)】