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JP2019141045A - Sorghum plants with increased herbicide resistance comprising mutated polynucleotide encoding mutant large subunit of acetohydroxy acid synthase protein - Google Patents

Sorghum plants with increased herbicide resistance comprising mutated polynucleotide encoding mutant large subunit of acetohydroxy acid synthase protein Download PDF

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JP2019141045A
JP2019141045A JP2019038627A JP2019038627A JP2019141045A JP 2019141045 A JP2019141045 A JP 2019141045A JP 2019038627 A JP2019038627 A JP 2019038627A JP 2019038627 A JP2019038627 A JP 2019038627A JP 2019141045 A JP2019141045 A JP 2019141045A
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JP
Japan
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plant
sorghum
herbicide
nucleotide sequence
ahas
Prior art date
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Pending
Application number
JP2019038627A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
トゥルシージョ・ウリアルテ,ビセンテ
Trucillo Uriarte Vincente
ザンベッリ,アンドレス・ダニエル
Daniel Zambelli Andres
カスパル,マルコス
Kaspar Marcos
パルド,アレハンドロ・ペドロ
Pedro Pardo Alejandro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanta Holdings BV
Original Assignee
Advanta Holdings BV
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Filing date
Publication date
Application filed by Advanta Holdings BV filed Critical Advanta Holdings BV
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Publication of JP2019141045A publication Critical patent/JP2019141045A/en
Priority to JP2021053561A priority patent/JP2021118688A/en
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Abstract

【課題】野生型ソルガム植物と比較して、除草剤、例えば、AHAS酵素を標的とする除草剤、特に、イミダゾリノンおよびスルホニルウレアに対する改善された耐性を示すソルガム植物の提供。【解決手段】ソルガムAHASタンパク質ラージサブユニットの位置93にアラニンからトレオニンへの置換を有するポリペプチドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドをゲノム中に含むソルガム植物。ソルガム植物は、そのゲノム中に、ソルガムAHASの突然変異ラージサブユニットまたは本発明のソルガムAHASポリペプチドをコードする、1、2、3コピー以上のポリヌクレオチドを含んでもよい。この文脈において、ソルガム植物は、AHAS酵素活性を阻害することができる任意の除草剤に対して寛容性であってもよい。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a herbicide which exhibits improved resistance to a herbicide, for example, a herbicide targeting an AHAS enzyme, particularly imidazolinone and a sulfonylurea, as compared with a wild-type sorghum plant. SOLUTION: A sorghum plant containing at least one polynucleotide encoding a polypeptide having an alanine-to-threonine substitution at position 93 of the sorghum AHAS protein large subunit in its genome. The sorghum plant may contain, in its genome, one, two or three or more copies of the polynucleotide encoding the mutated large subunit of sorghum AHAS or the sorghum AHAS polypeptide of the invention. In this context, the sorghum plant may be tolerant of any herbicide capable of inhibiting AHAS enzyme activity. [Selection diagram] None

Description

ソルガム(ソルガム種)は、約20種の草を含む植物の属である。それは東アフリカの
熱帯および亜熱帯地域を原産とし、ヒトおよび動物による消費のための穀物用に、大陸の
どこででも育てられており、飼料として、およびアルコール飲料の製造のためにも用いら
れている。それはグルテンを含まないため、ソルガムはセリアック病に罹患する個体にと
って好適である。
Sorghum (sorghum species) is a genus of plants containing about 20 grasses. It is native to the tropical and subtropical regions of East Africa and is grown everywhere on the continent for cereals for human and animal consumption, and is used as feed and for the production of alcoholic beverages. Since it is gluten free, sorghum is preferred for individuals suffering from celiac disease.

ソルガムは、多くの穀類よりも干ばつおよび過剰の土壌水分含量に対して寛容性である
。それは様々な土壌および気象条件下で適切に生長することができる。同様に、それは灌
漑に対して好ましく応答し、その生活環の間に必要とするのは最小で250mmであり、
最適な灌漑範囲は400〜550mmである。
Sorghum is more tolerant of drought and excess soil moisture content than many cereals. It can grow properly under various soil and weather conditions. Similarly, it responds favorably to irrigation and requires a minimum of 250 mm during its life cycle,
The optimal irrigation range is 400-550mm.

迅速で均一な発芽およびそれにより良好な作物の移植を達成するためには、土壌は植付
けの時点で適切な水分含量を有さなければならない。水の最大の要求は発芽後30日で開
始し、穀物が満たされるまで続き、最も重要な段階は円錐花序形成および開花のものであ
り、それはこの時点での水の欠乏は収量の低下をもたらすからである。
In order to achieve rapid and uniform germination and thereby good crop transplantation, the soil must have an appropriate moisture content at the time of planting. The maximum water demand begins 30 days after germination and continues until the grain is filled, the most important stages are those of conical inflorescence formation and flowering, at which point the lack of water results in a decrease in yield Because.

さらに、ソルガムは、干ばつ期には休眠したままになる能力を有し、好ましい期間の下
で生長を再開するが、これらのストレス状況は性能に影響し得る。
In addition, sorghum has the ability to remain dormant during drought and resumes growth under favorable periods, but these stress situations can affect performance.

ソルガムは、正常な発達のために高い温度を必要とし、結果として、他の作物よりも低
温に対する感受性が高い。発芽には少なくとも18℃の土壌温度が必要である;植物の実
際の活発な生長は、15℃の温度に達するまで達成されず、最適温度は約32℃である。
Sorghum requires high temperatures for normal development and, as a result, is more sensitive to low temperatures than other crops. Germination requires a soil temperature of at least 18 ° C; actual active growth of the plant is not achieved until a temperature of 15 ° C is reached, with an optimum temperature of about 32 ° C.

アセトヒドロキシ酸合成酵素(AHAS)は、分枝アミノ酸であるバリン、ロイシンお
よびイソロイシンの合成を触媒する第1の酵素である。AHASは、スルホニルウレア、
イミダゾリノン、トリアゾロピリミジンおよびピリミジルオキシ安息香酸などのいくつか
の除草剤の標的である。前者2つの除草剤ファミリーは、その低い毒性および雑草に対す
る高い有効性のため現代の農業において広く用いられている。
Acetohydroxyacid synthase (AHAS) is the first enzyme that catalyzes the synthesis of branched amino acids valine, leucine and isoleucine. AHAS is sulfonylurea,
It is the target of several herbicides such as imidazolinone, triazolopyrimidine and pyrimidyloxybenzoic acid. The former two herbicide families are widely used in modern agriculture because of their low toxicity and high effectiveness against weeds.

イミダゾリノンファミリーの除草剤は、イマゼタピル、イマザキン、およびイマザピル
を含む。
The imidazolinone family of herbicides include imazetapyr, imazaquin, and imazapill.

市場に存在するいくつかのスルホニルウレアは、メツルフロン−メチル、クロロスルフ
ロン、ニコスルフロン、シノスルフロン、イミダスルフロン、ハロスルフロン、リムスル
フロン、トリスルフロン−メチル、およびトリベヌロン−メチルである。
Some sulfonylureas present in the market are metsulfuron-methyl, chlorosulfuron, nicosulfuron, synosulfuron, imidasulfuron, halosulfuron, rimsulfuron, trisulfuron-methyl, and tribenuron-methyl.

しかしながら、イミダゾリノンおよび/またはスルホニルウレアファミリーの除草剤に
耐性である植物;例えば、Zea mays、Arabidopsis thalian
a、Brassica napus、Glycine max、Nicotiana t
abacum、およびOryza sativaなどの種がある(Sebastianら
(1989)Crop Sci.,29:1403〜1408頁;Swansonら、1
989 Theor.Appl.Genet.78:525〜530頁;Newhous
eら(1991)Theor.Appl.Genet.,83:65〜70頁;Sath
asivanら(1991)Plant Physiol.,97:1044〜1050
頁;Mourandら(1993)J.Heredity 84:91〜96頁;米国特
許第5,545,822号)。イミダゾリノン型の除草剤に対する耐性を付与するAHA
Sのラージサブユニットにおける点突然変異がヒマワリにおいて記載されている(WO2
007/0118920)。
However, plants that are resistant to imidazolinone and / or sulfonylurea family of herbicides; for example, Zea mays, Arabidopsis thalian
a, Brassica napus, Glycine max, Nicotiana t
There are species such as abacum, and Oryza sativa (Sebastian et al. (1989) Crop Sci., 29: 1403-1408; Swanson et al., 1
989 Theor. Appl. Genet. 78: 525-530; Newhouse
e et al. (1991) Theor. Appl. Genet. 83: 65-70; Sath
asivan et al. (1991) Plant Physiol. 97: 1044-1050
Page; Mourand et al. (1993) J. MoI. Heredity 84: 91-96; US Pat. No. 5,545,822). AHA imparting resistance to imidazolinone type herbicides
Point mutations in the large subunit of S have been described in sunflower (WO2
007/0118920).

イミダゾリノンまたはスルホニルウレア型の除草剤に対して耐性である植物も検出され
ている。これらの植物は、自然に耐性を獲得し、作物育種のために用いられており、除草
剤耐性品種をもたらしている。耐性植物の分析から、アミノ酸AlaのValによる置換
をもたらすヒマワリのAHASタンパク質において点突然変異が決定された(White
ら(2003)Weed Sci.,51:845〜853頁)。
Plants that are resistant to imidazolinone or sulfonylurea type herbicides have also been detected. These plants naturally acquire resistance and are used for crop breeding, resulting in herbicide-tolerant varieties. Analysis of resistant plants determined point mutations in the sunflower AHAS protein that resulted in the substitution of the amino acid Ala by Val (White).
(2003) Weed Sci. 51: 845-853).

さらに、米国特許第4,761,373号;第5,331,107号;第5,304,
732号;第6,211,438号;第6,211,439号;および第6,222,1
00号は、イミダゾリノン除草剤に対して耐性である植物を開示している。これらの植物
は全て、一般に、植物における除草剤耐性を惹起するための変化したAHAS遺伝子の使
用を記載し、ある特定のイミダゾリノン耐性トウモロコシ系を特に開示している。米国特
許第5,731,180号および米国特許第5,767,361号は、イミダゾリノン特
異的耐性をもたらす野生型単子葉植物AHASアミノ酸配列における単一のアミノ酸置換
を有する単離された遺伝子を考察している。
Further, U.S. Pat. Nos. 4,761,373; 5,331,107; 5,304,
No. 732; No. 6,211,438; No. 6,211,439; and No. 6,222,1
No. 00 discloses plants that are resistant to imidazolinone herbicides. All of these plants generally describe the use of altered AHAS genes to elicit herbicide resistance in plants, and specifically disclose certain imidazolinone resistant corn lines. US Pat. No. 5,731,180 and US Pat. No. 5,767,361 describe isolated genes having a single amino acid substitution in the wild-type monocot AHAS amino acid sequence resulting in imidazolinone-specific tolerance. I am considering.

特許文献WO2006/007373およびWO2006/060634は、コムギ植
物においてイミダゾリノン型の除草剤に対して耐性を付与する突然変異を開示している。
Patent documents WO 2006/007373 and WO 2006/060634 disclose mutations that confer resistance to imidazolinone type herbicides in wheat plants.

刊行物「タバコアセトヒドロキシ酸合成酵素における除草剤耐性を付与するアミノ酸」
は、除草剤耐性を付与するAHASにおける様々な点突然変異を記載している(GM C
rops 1:2、62〜67頁;2010年2月16日)。
Publication "Amino acids conferring herbicide resistance in tobacco acetohydroxy acid synthase"
Describe various point mutations in AHAS that confer herbicide tolerance (GM C
rops 1: 2, 62-67; Feb. 16, 2010).

特許文献US20100115663は、アセチルCoAカルボキシラーゼ遺伝子を変
化させることにより達成される除草剤耐性ソルガム植物に関する。また、除草剤ジニトロ
アニリンに対して耐性であるソルガム植物(US20100205686)および除草剤
アセト乳酸合成酵素に対して耐性であるソルガム植物(WO2008/073800)も
開示されている。
Patent document US20110011563 relates to a herbicide-tolerant sorghum plant achieved by changing the acetyl CoA carboxylase gene. Also disclosed are a sorghum plant that is resistant to the herbicide dinitroaniline (US201100205686) and a sorghum plant that is resistant to the herbicide acetolactate synthase (WO2008 / 073800).

本発明のソルガム植物は、野生型ソルガム植物と比較して、除草剤、例えば、AHAS
酵素を標的とする除草剤、特に、イミダゾリノンおよびスルホニルウレアに対する改善さ
れた耐性を示す。特に、本発明のソルガム植物(Sorghum bicolor)は、
そのゲノム中に、少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む。前記ポリヌクレオチドは、
ソルガムAHASのラージサブユニットの位置93または等価な位置にアラニンからトレ
オニンへの置換を有するAHASのラージサブユニットをコードし、前記植物は野生型ソ
ルガム植物と比較して、イミダゾリノン群から選択される除草剤などの1つまたは複数の
除草剤に対する耐性が増大している。ソルガム植物は、そのゲノム中に、ソルガムAHA
Sの突然変異ラージサブユニットまたは本発明のソルガムAHASポリペプチドをコード
する、1、2、3コピー以上のポリヌクレオチドを含んでもよい。この文脈において、ソ
ルガム植物は、AHAS酵素活性を阻害することができる任意の除草剤に対して寛容性で
あってもよい、すなわち、ソルガム植物は、限定されるものではないが、イマゼタピル、
イマザピル、およびイマザピックなどのイミダゾリノン型の除草剤または限定されるもの
ではないが、クロロスルフロン、メツルフロンメチル、スルホメツロンメチル、クロリム
ロンエチル、チオフェンスルフロンメチル、トリベヌロンメチル、ベンスルフロンメチル
、ニコスルフロン、エタメツルフロンメチル、リムスルフロン、トリフルスルフロンメチ
ル、トリアスルフロン、プリミスルフロンメチル、シノスルフロン、アミドスルフロン、
フルザスルフロン、イマゾスルフロン、ピラゾスルフロンエチル、およびハロスルフロン
などのスルホニルウレア群の除草剤に対して寛容性であってもよい。
The sorghum plant of the present invention has a herbicide such as AHAS compared to a wild type sorghum plant.
It shows improved resistance to enzyme-targeting herbicides, particularly imidazolinones and sulfonylureas. In particular, the sorghum plant of the present invention (Sorghum bicolor)
It contains at least one polynucleotide in its genome. The polynucleotide is
Encodes a large subunit of AHAS having an alanine to threonine substitution at position 93 or equivalent position of the large subunit of sorghum AHAS, said plant being selected from the imidazolinone group compared to wild-type sorghum plants There is an increased resistance to one or more herbicides such as herbicides. Sorghum plants contain sorghum AHA in their genome.
It may contain 1, 2, 3 or more copies of a polynucleotide encoding a mutant large subunit of S or a sorghum AHAS polypeptide of the invention. In this context, the sorghum plant may be tolerant to any herbicide capable of inhibiting AHAS enzyme activity, ie, the sorghum plant is not limited to imazetapil,
Imidazolinone-type herbicides such as imazapyr and imazapic or, but are not limited to, chlorosulfuron, methylsulfuron methyl, sulfometuron methyl, chlorimuron ethyl, thiofensulfuron methyl, tribenuron methyl, Bensulfuron methyl, nicosulfuron, etameturflon methyl, rimsulfuron, triflusulfuron methyl, trisulfuron, primsulfuron methyl, synosulfuron, amidosulfuron,
It may be tolerant to sulfonylurea herbicides such as fluzasulfuron, imazosulfuron, pyrazosulfuron ethyl, and halosulfuron.

好ましい実施形態においては、イミダゾリノンまたはスルホニルウレアの群に属する除
草剤に対して耐性である本発明のソルガム植物は、VT11−11331−BKと命名さ
れたソルガム系であり、その種子はブダペスト条約の下で2011年10月12日に受託
番号NCIMB41870の下でNCIMBコレクションに寄託されたものである。突然
変異VT11−11331−BK植物、その部分およびその種子は、そのゲノム中に、配
列番号2に記載の配列を有するAHASラージサブユニットのポリペプチドをコードする
配列番号1に記載のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドを含む突然変異AHAS
遺伝子を含む。AHASのラージサブユニットに対応する配列番号2のアミノ酸配列は、
ソルガムAHASのラージサブユニットの野生型アミノ酸配列(配列番号3)と1個のア
ミノ酸が異なり、前記相違はソルガムAHASのラージサブユニットの位置93、または
等価な位置にアラニンからトレオニンへの置換を含む。
In a preferred embodiment, the sorghum plant of the present invention that is resistant to herbicides belonging to the group of imidazolinone or sulfonylurea is a sorghum line designated VT11-11331-BK, whose seeds are under the Budapest Treaty. And deposited with the NCIMB collection under the accession number NCIMB 41870 on October 12, 2011. The mutated VT11-11331-BK plant, part thereof and seed thereof have the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 encoding in its genome an AHAS large subunit polypeptide having the sequence set forth in SEQ ID NO: 2. Mutant AHAS comprising a polynucleotide
Contains genes. The amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 corresponding to the large subunit of AHAS is
One amino acid differs from the wild-type amino acid sequence of the large subunit of sorghum AHAS (SEQ ID NO: 3), the difference comprising a substitution of alanine to threonine at position 93, or equivalent position, of the large subunit of sorghum AHAS .

本発明の除草剤寛容性ソルガム植物遺伝資源は、他のソルガム品種への遺伝子移入によ
る寛容性形質の導入にとって有用である。本発明のソルガム植物は、AHASラージサブ
ユニットをコードし、ソルガムAHASの前記ラージサブユニットの位置93または等価
な位置にアラニンからトレオニンへの置換を有するポリヌクレオチドを含む植物の子孫お
よび種子を含み、前記植物は野生型ソルガム植物と比較して、1つまたは複数のイミダゾ
リノンおよび/またはスルホニルウレア除草剤に対する耐性の増大を示す。
The herbicide-tolerant sorghum plant genetic resources of the present invention are useful for the introduction of tolerance traits by gene transfer into other sorghum varieties. The sorghum plant of the present invention comprises progeny and seed of a plant comprising a polynucleotide encoding an AHAS large subunit and having a substitution of alanine to threonine at position 93 or equivalent position of said large subunit of sorghum AHAS, Said plants show increased resistance to one or more imidazolinones and / or sulfonylurea herbicides compared to wild type sorghum plants.

好ましい実施形態においては、除草剤耐性ソルガム植物は、NCIMB41870の耐
性形質を含み、NCIMB41870に記載の植物、NCIMB41870植物の子孫、
NCIMB41870植物の突然変異体、およびNCIMB41870突然変異体の子孫
であってもよい。前記植物は、トランスジェニックまたは非トランスジェニックであって
もよく、農業使用、または観葉植物などの他の使用にとって好適な任意の植物種に属して
もよい。
In a preferred embodiment, the herbicide-tolerant sorghum plant comprises a resistance trait of NCIMB41870, the plant described in NCIMB41870, the progeny of NCIMB41870 plant,
It may be a mutant of the NCIMB 41870 plant and a descendant of the NCIMB 41870 mutant. The plant may be transgenic or non-transgenic and may belong to any plant species suitable for agricultural use or other uses such as houseplants.

ソルガムAHASタンパク質ラージサブユニットの位置93にアラニンからトレオニン
への置換を有するポリペプチドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドをそのゲ
ノム中に含むソルガム種子がさらに提供される。この種子は、野生型ソルガム植物と比較
して、イミダゾリノン群の1つまたは複数の除草剤に対する耐性が増大した植物を発芽、
生成する。好ましい実施形態においては、前記種子は、NCIMB41870として寄託
された種子である。
Further provided is a sorghum seed comprising in its genome at least one polynucleotide encoding a polypeptide having an alanine to threonine substitution at position 93 of the sorghum AHAS protein large subunit. This seed germinates a plant with increased resistance to one or more herbicides of the imidazolinone group compared to a wild-type sorghum plant,
Generate. In a preferred embodiment, the seed is a seed deposited as NCIMB 41870.

イミダゾリノンまたはスルホニルウレアの群中の除草剤に対して耐性である植物を同定
するための方法であって、
a)ソルガム植物に由来する核酸試料を供給するステップと、
b)前記核酸試料中に存在するソルガム植物からAHAS遺伝子に対応する領域を増幅
するステップと、
c)イミダゾリノン除草剤に対する耐性を付与する前記増幅された核酸試料中の少なく
とも1つの突然変異の存在に基づいて、イミダゾリノン群の除草剤に対して耐性であるソ
ルガム植物を同定するステップと
を含む、上記方法がさらに提供される。好ましい実施形態においては、NCIMB418
70中の突然変異などのAHAS中に少なくとも1つの突然変異を含む植物が選択され、
AHAS遺伝子中の前記少なくとも1つの突然変異は野生型ソルガムAHASアミノ酸配
列と比較して、Ala93Thr置換を含むAHASのポリペプチドまたはラージサブユ
ニットをコードする。前記植物は単子葉植物または双子葉植物であってもよい。好ましく
は、前記植物は、ソルガム、コメ、トウモロコシ、ダイズ、コムギ、オートムギ、オオム
ギ、ライムギ、アマ、ワタ、サトウキビ、ヒマワリなどの農業の対象となる植物である。
同定の方法は、特異的点突然変異SNPマーカーを用いてもよい。
A method for identifying a plant that is resistant to a herbicide in a group of imidazolinones or sulfonylureas, comprising:
a) providing a nucleic acid sample derived from a sorghum plant;
b) amplifying a region corresponding to the AHAS gene from a sorghum plant present in the nucleic acid sample;
c) identifying a sorghum plant that is resistant to the imidazolinone herbicide based on the presence of at least one mutation in the amplified nucleic acid sample that confers resistance to the imidazolinone herbicide. Further provided is the above method. In a preferred embodiment, NCIMB 418
Plants containing at least one mutation in the AHAS, such as a mutation in 70, are selected;
Said at least one mutation in the AHAS gene encodes an AHAS polypeptide or large subunit containing an Ala93Thr substitution compared to the wild-type sorghum AHAS amino acid sequence. The plant may be a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant. Preferably, the plant is an agricultural target plant such as sorghum, rice, corn, soybean, wheat, oats, barley, rye, flax, cotton, sugarcane, sunflower and the like.
The method of identification may use a specific point mutation SNP marker.

本発明は、農業用植物、例えば、ソルガム植物の近くにある雑草を防除するための方法
であって、前記ソルガム植物がイミダゾリノンおよび/またはスルホニルウレアの群中の
由来する除草剤などの除草剤に対して耐性である、前記方法を提供する。好ましい実施形
態においては、除草剤はイミダゾリノンである。イミダゾリノン除草剤は、イマゼタピル
、イマザピック、またはイマザピルであってもよい。前記植物は、NCIMB41870
などの耐性形質を示してもよく、その誘導体、突然変異体、または子孫植物であってもよ
い。
The present invention is a method for controlling agricultural plants, for example weeds in the vicinity of a sorghum plant, wherein the sorghum plant is a herbicide such as a herbicide derived from the group of imidazolinones and / or sulfonylureas. The method is provided which is resistant to. In a preferred embodiment, the herbicide is imidazolinone. The imidazolinone herbicide may be imazetapil, imazapic, or imazapill. The plant is NCIMB 41870.
Or may be a derivative, mutant, or progeny plant thereof.

本発明は、限定されるものではないが、以下のヌクレオチド配列:
配列番号1に記載の配列、
配列番号2のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチ
ドであって、除草剤耐性AHAS活性を示す前記ポリペプチドをコードするヌクレオチド
配列、
−配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有するヌク
レオチド配列であって、AHASのラージサブユニットを含むポリペプチドをコードし、
除草剤耐性AHAS活性を示す前記ヌクレオチド配列、
またはその相補配列
のうちの1つまたは複数を含むポリペプチドを提供する。好ましくは、前記ポリヌクレオ
チドは、Ala93Thr置換を含むAHASのラージユニットのポリペプチドをコード
する。
The present invention includes, but is not limited to, the following nucleotide sequences:
The sequence set forth in SEQ ID NO: 1,
A nucleotide sequence encoding the polypeptide of SEQ ID NO: 2,
A polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and encoding said polypeptide exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
-A nucleotide sequence having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS;
The nucleotide sequence exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
Or a polypeptide comprising one or more of its complementary sequences. Preferably, said polynucleotide encodes a polypeptide of an AHAS large unit comprising an Ala93Thr substitution.

本発明はまた、以下のヌクレオチド配列:配列番号1、配列番号2に記載のポリペプチ
ドをコードするヌクレオチド配列、配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%
の配列同一性を有するポリペプチドであって、除草剤耐性AHAS活性を示す前記ポリペ
プチドをコードするヌクレオチド配列;配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少
なくとも85%の同一性を有するヌクレオチド配列であって、AHASのラージサブユニ
ットを含むポリペプチドをコードし、除草剤耐性AHAS活性を示す前記ヌクレオチド配
列、またはその相補配列を有する少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む発現カセット
も提供する。好ましくは、前記ポリヌクレオチドは、Ala93Thr置換を含むAHA
Sのラージユニットのポリペプチドをコードし;前記配列は発現を行うためのヌクレオチ
ド配列、例えば、1つまたは複数のプロモーター、エンハンサーまたは他の公知の調節配
列に作動可能に連結される。プロモーターは、植物、植物組織、葉緑体、動物、細菌、真
菌または酵母細胞中での発現のためのプロモーターであってもよい。
The present invention also provides at least 95% of the following nucleotide sequence: SEQ ID NO: 1, nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 2 amino acid sequence
A nucleotide sequence encoding said polypeptide exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity; a nucleotide sequence having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 Also provided are expression cassettes comprising at least one polynucleotide encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and having said nucleotide sequence exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity, or a complementary sequence thereof. Preferably, the polynucleotide is an AHA containing an Ala93Thr substitution.
Encodes a large unit polypeptide of S; said sequence being operably linked to a nucleotide sequence for expression, eg, one or more promoters, enhancers or other known regulatory sequences. The promoter may be a promoter for expression in plants, plant tissues, chloroplasts, animals, bacteria, fungi or yeast cells.

本発明は、以下のヌクレオチド配列:a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列、b)
配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、c)配列番号2のアミ
ノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチドであって、除草剤
耐性AHAS活性を示す前記ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、d)配列番号
1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有するヌクレオチド配
列であって、AHASのラージサブユニットを含むポリペプチドをコードし、除草剤耐性
AHAS活性を示す前記ヌクレオチド配列のうちの1つを有する少なくとも1つのポリヌ
クレオチドを含み、前記ヌクレオチド配列の発現を誘導する作動可能に連結された配列お
よび選択マーカーをさらに含む形質転換ベクターを提供する。ベクターを、それぞれ特定
の場合のために適合化される、細菌、真菌、酵母、植物細胞または動物細胞を形質転換す
るために用いることができる。
The present invention provides the following nucleotide sequence: a) the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, b)
A nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2, c) a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, wherein said polypeptide exhibits herbicide-tolerant AHAS activity D) a nucleotide sequence having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-resistant AHAS activity Provided is a transformation vector comprising at least one polynucleotide having one of the nucleotide sequences, further comprising an operably linked sequence that induces expression of said nucleotide sequence and a selectable marker. Vectors can be used to transform bacteria, fungi, yeast, plant cells or animal cells, each adapted for a particular case.

本発明は、そのゲノム中に組込まれた、a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列;b
)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;c)配列番号2のア
ミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチドであって、除草
剤耐性AHAS活性を示す前記ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;d)配列番
号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有するヌクレオチド
配列であって、AHASのラージサブユニットを含むポリペプチドをコードし、除草剤耐
性AHAS活性を示す前記ヌクレオチド配列;e)a)から(d)のヌクレオチド配列の
1つと完全に相補的なヌクレオチド配列から選択されるポリヌクレオチドに作動可能に連
結された少なくとも1つのプロモーターを含み、ベクターが選択可能な遺伝子と、前記ヌ
クレオチド配列の発現を誘導するヌクレオチド配列に作動可能に連結された少なくとも1
つのプロモーターとをさらに含む、形質転換された植物を提供する。プロモーターは、植
物、例えば、植物組織または葉緑体においてポリペプチド発現を誘導するプロモーターで
ある。形質転換植物は、単子葉植物、例えば、ソルガム、トウモロコシ、コメ、もしくは
コムギ;または双子葉植物、例えば、ヒマワリ、Arabidopsis、タバコもしく
はアブラナであってもよい。形質転換植物は、等量の前記除草剤が両方に対して施用され
た場合に同じ野生型植物と比較して除草剤(イミダゾリノンおよびスルホニルウレア)に
対して耐性である。
The present invention relates to a nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1, incorporated into its genome; b
C) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2; c) a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, wherein the polypeptide exhibits herbicide-tolerant AHAS activity D) a nucleotide sequence encoding; d) a nucleotide sequence having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity E) comprising at least one promoter operably linked to a polynucleotide selected from a nucleotide sequence perfectly complementary to one of the nucleotide sequences of a) to (d); Induces gene and expression of said nucleotide sequence At least one operatively linked to that nucleotide sequence
A transformed plant further comprising one promoter is provided. A promoter is a promoter that induces polypeptide expression in plants, such as plant tissue or chloroplasts. The transformed plant may be a monocotyledonous plant such as sorghum, corn, rice or wheat; or a dicotyledonous plant such as sunflower, Arabidopsis, tobacco or rape. Transformed plants are resistant to herbicides (imidazolinones and sulfonylureas) when equal amounts of the herbicide are applied to both compared to the same wild type plant.

本発明はまた、除草剤耐性植物または除草剤に対する耐性が増大した植物を取得するた
めの方法であって、i)植物細胞を、ポリヌクレオチドを含む発現カセットで形質転換す
るステップ、ii)植物細胞を再生させて、除草剤耐性植物を取得するステップを含み、
前記ポリヌクレオチドが、以下のヌクレオチド配列:a)配列番号1に記載のヌクレオチ
ド配列、b)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、c)配列
番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有するポリペプチドであ
って、除草剤耐性AHAS活性を示す前記ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
d)配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有するヌ
クレオチド配列であって、AHASのラージサブユニットを含むポリペプチドをコードし
、除草剤耐性AHAS活性を示す前記ヌクレオチド配列およびe)a)から(d)のヌク
レオチド配列の1つと完全に相補的なヌクレオチド配列のうちの少なくとも1つを有する
、前記方法も提供する。DNA発現カセットは、植物、例えば、植物組織または葉緑体に
おける前記ポリペプチドの発現を誘導するための少なくとも1つのプロモーターを含む。
形質転換植物は、単子葉植物、例えば、ソルガム、トウモロコシ、コメ、もしくはコムギ
;または双子葉植物、例えば、ヒマワリ、Arabidopsis、タバコ、ダイズもし
くはアブラナであってもよい。形質転換植物は、等量の前記除草剤が両方に対して施用さ
れた場合に野生型植物と比較して除草剤(イミダゾリノンおよびスルホニルウレア)に対
して耐性である。前記植物は、除草剤に対して耐性であるAHASのラージサブユニット
を含む。
The present invention also provides a method for obtaining a herbicide-tolerant plant or a plant with increased resistance to a herbicide, comprising i) transforming a plant cell with an expression cassette comprising a polynucleotide, ii) a plant cell Regenerating and obtaining a herbicide-tolerant plant,
The polynucleotide comprises the following nucleotide sequence: a) a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, b) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2, c) at least 95% of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 A polypeptide having sequence identity, the nucleotide sequence encoding said polypeptide exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
d) a nucleotide sequence having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, wherein said nucleotide sequence encodes a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibits herbicide-tolerant AHAS activity; and e Also provided is said method, having at least one of the nucleotide sequences perfectly complementary to one of the nucleotide sequences a) to (d). The DNA expression cassette comprises at least one promoter for inducing expression of the polypeptide in plants, such as plant tissues or chloroplasts.
The transformed plant may be a monocotyledonous plant, such as sorghum, corn, rice, or wheat; or a dicotyledonous plant, such as sunflower, Arabidopsis, tobacco, soybean or rape. Transformed plants are more resistant to herbicides (imidazolinones and sulfonylureas) when compared to wild type plants when equal amounts of the herbicide are applied to both. The plant contains a large subunit of AHAS that is resistant to herbicides.

イミダゾリノン耐性突然変異ソルガム系(ADV−IMI−R)および元の自家受粉ソルガム系80237または野生型系の用量応答曲線を示す図である。アッセイされた除草剤は、0(対照)、1X、2X、3Xおよび4Xの施用率のイマゼタピル、イマザピルおよびイマザピックであった。除草効果を、未処理の対照と比較した空中組織の乾燥物量(Dry matter DM)のパーセンテージとして測定した;それぞれの値は3回のアッセイの平均である。FIG. 5 shows dose response curves of imidazolinone resistant mutant sorghum system (ADV-IMI-R) and original self-pollinated sorghum system 80237 or wild type system. The herbicides assayed were imazetapil, imazapyr and imazapic with application rates of 0 (control), 1X, 2X, 3X and 4X. Herbicidal effect was measured as a percentage of dry matter DM in air tissue compared to untreated controls; each value is an average of three assays. イミダゾリノン耐性突然変異ソルガム系(ADV−IMI−R)および元の自家受粉ソルガム系80237または野生型系の用量応答曲線を示す図である。アッセイされた除草剤は、0(対照)、1X、2X、3Xおよび4Xの施用率のイマゼタピル、イマザピルおよびイマザピックであった。除草効果を、未処理の対照と比較した空中組織の乾燥物量(Dry matter DM)のパーセンテージとして測定した;それぞれの値は3回のアッセイの平均である。FIG. 5 shows dose response curves of imidazolinone resistant mutant sorghum system (ADV-IMI-R) and original self-pollinated sorghum system 80237 or wild type system. The herbicides assayed were imazetapil, imazapyr and imazapic with application rates of 0 (control), 1X, 2X, 3X and 4X. Herbicidal effect was measured as a percentage of dry matter DM in air tissue compared to untreated controls; each value is an average of three assays. イミダゾリノン耐性突然変異ソルガム系(ADV−IMI−R)および元の自家受粉ソルガム系80237または野生型系の用量応答曲線を示す図である。アッセイされた除草剤は、0(対照)、1X、2X、3Xおよび4Xの施用率のイマゼタピル、イマザピルおよびイマザピックであった。除草効果を、未処理の対照と比較した空中組織の乾燥物量(Dry matter DM)のパーセンテージとして測定した;それぞれの値は3回のアッセイの平均である。FIG. 5 shows dose response curves of imidazolinone resistant mutant sorghum system (ADV-IMI-R) and original self-pollinated sorghum system 80237 or wild type system. The herbicides assayed were imazetapil, imazapyr and imazapic with application rates of 0 (control), 1X, 2X, 3X and 4X. Herbicidal effect was measured as a percentage of dry matter DM in air tissue compared to untreated controls; each value is an average of three assays. 突然変異ADV−IMI−R AHASヌクレオチド配列と、元のエンドガミックソルガム系80237または野生型系のものとのアラインメントを示す図である。ヌクレオチドのGからAの置換は、両配列を識別する位置+277に示される。重複するアンプリコン配列を増幅するのに用いられる異なるプライマーに下線を付ける。FIG. 5 shows an alignment of a mutated ADV-IMI-R AHAS nucleotide sequence with the original endogomic sorghum line 80237 or wild type line. The nucleotide G to A substitution is shown at position +277, which distinguishes both sequences. Different primers used to amplify overlapping amplicon sequences are underlined. 突然変異ADV−IMI−R AHASヌクレオチド配列と、元のエンドガミックソルガム系80237または野生型系のものとのアラインメントを示す図である。ヌクレオチドのGからAの置換は、両配列を識別する位置+277に示される。重複するアンプリコン配列を増幅するのに用いられる異なるプライマーに下線を付ける。FIG. 5 shows an alignment of a mutated ADV-IMI-R AHAS nucleotide sequence with the original endogomic sorghum line 80237 or wild type line. The nucleotide G to A substitution is shown at position +277, which distinguishes both sequences. Different primers used to amplify overlapping amplicon sequences are underlined. ソルガムAHAS遺伝子のコドン93のSNP G/Aに関する遺伝子型決定アッセイを示す図である。特異的SNP−SbAHASマーカーを、ADV−IMI−RxF2 90523に由来する177個のF2子孫植物の遺伝子型において分析した。3つのクラスターが明確に定義され、対立遺伝子突然変異体(A/A)のホモ接合植物に対応するドット(黒い丸)、ヘテロ接合植物(A/G)に対応する三角(黒い三角形)および野生型対立遺伝子(G/G)のホモ接合植物の菱形(黒い菱形)として同定された。FIG. 4 shows a genotyping assay for SNP G / A at codon 93 of the sorghum AHAS gene. Specific SNP-SbAHAS markers were analyzed in the genotype of 177 F2 progeny plants derived from ADV-IMI-RxF2 90523. Three clusters are clearly defined: dots corresponding to homozygous plants of allelic mutants (A / A) (black circles), triangles corresponding to heterozygous plants (A / G) (black triangles) and wild Identified as a homozygous rhombus (black rhombus) of type allele (G / G). ソルガムAHAS遺伝子(受託番号GM663363.1)のヌクレオチド配列と、Phytozomeヌクレオチド配列データベース(http://www.phytozome.net/search.php)に寄託されたソルガムゲノム配列(Sorghum bicolor)とをマッチングさせることにより得られた結果を示す図である。このマッチングは、AHAS GM663363.1配列が、ソルガムゲノムの染色体4に位置するAHAS配列に対する高度に有意な相同性(値e=0)を示すことを示しており、これは対象の遺伝子がこの連結基に存在することを示す。Matching the nucleotide sequence of the sorghum AHAS gene (Accession No. GM6633363.1) with the sorghum genome sequence (Sorghum bicolor) deposited in the Phytosome nucleotide sequence database (http://www.phytosome.net/search.php) It is a figure which shows the result obtained by this. This matching indicates that the AHAS GM6633363.1 sequence shows a highly significant homology (value e = 0) to the AHAS sequence located on chromosome 4 of the sorghum genome, which indicates that the gene of interest It is present in the group. S.bicolor染色体4の連結マップを示す図である。隣接するマーカー間の距離はセンチモルガン(cM)で与えられる。SNP−SbAHASおよび177個のF2植物の遺伝子型の染色体4中の7つのSSRを参照するイマゼタピルに対する耐性の染色体位置が示される。このマップは、LOD=3のデフォルトパラメータおよび50cMの最大Kosambi距離を用いる、JoinMapソフトウェアを用いて構築されたものである。S. It is a figure which shows the connection map of bicolor chromosome 4. FIG. The distance between adjacent markers is given in centimorgans (cM). The chromosomal location of resistance to imazetapil referring to 7 SSRs in chromosome 4 of the genotype of SNP-SbAHAS and 177 F2 plants is shown. This map was built using the JoinMap software using the default parameters of LOD = 3 and the maximum Kosambi distance of 50 cM.

除草剤寛容性植物を得るために、エンドガミックソルガム(Sorghum bico
lor)系80237植物を、エチルメタンスルホン酸(EMS)の水性溶液で処理した
。処理した種子を植え、開放授粉のために放置した。273個のM1植物を選択し、それ
ぞれの植物の2個の種子を苗床に植えることによって、合計546個のM2植物を得た。
それぞれの対の1個の植物に由来する花粉を採取し、その対の他の植物を授粉させるため
に用いた。273個の授粉したM2植物のそれぞれから得られたM3種子を収穫した。合
計273個の畝間にM3子孫を植えた。それぞれのM3畝間からの50個の植物に、10
0ml L a.i./haのイマゼタピルを噴霧した。畝間からの68個の植物は、除
草剤による処理後に正常な生長および症状の非存在を示し、除草剤に対して耐性であると
考えられ、VT09−9754と同定された。畝間からの耐性植物の系譜を同定し、それ
らを80237EMS2−192と命名した(以後、ADV−IMI−Rと呼ぶ)。元の
ADV−IMI−R突然変異体から選択された除草剤寛容性M7突然変異体植物および種
子(VT11−11331−BKと命名)を取得し、ブダペスト条約の条項の下で、20
11年10月12日に受託番号NCIMB41870としてNCIMBコレクションに寄
託した。
To obtain herbicide-tolerant plants, endogomic sorghum (Sorghum bico)
lor) line 80237 plants were treated with an aqueous solution of ethyl methanesulfonic acid (EMS). Treated seeds were planted and left for open pollination. A total of 546 M2 plants were obtained by selecting 273 M1 plants and planting the two seeds of each plant on the nursery.
Pollen from one plant in each pair was collected and used to pollinate the other plants in the pair. M3 seeds obtained from each of 273 pollinated M2 plants were harvested. M3 offspring were planted between a total of 273 bushes. 10 to 50 plants from each M3 furrow
0 ml La a. i. / Ha imazetapill was sprayed. 68 plants from the furrows showed normal growth and absence of symptoms after treatment with herbicides, were considered resistant to the herbicides and were identified as VT09-9754. A lineage of resistant plants from the furrow was identified and named 80237EMS2-192 (hereinafter referred to as ADV-IMI-R). Herbicide-tolerant M7 mutant plants and seeds (named VT11-11331-BK) selected from the original ADV-IMI-R mutant were obtained and under the terms of the Budapest Treaty, 20
Deposited with the NCIMB collection under the accession number NCIMB41870 on October 12, 2011.

本発明は、EMSで突然変異させたソルガム植物に限定されない。他の突然変異方法、
例えば、放射線照射および化学的変異原などの方法により得られたソルガム植物も本発明
の範囲内にある。除草剤耐性突然変異植物を、除草剤と共に培養された細胞に対する選択
圧および除草剤耐性植物を生成するための耐性細胞の選択のプロセスを用いて取得するこ
ともできる。突然変異および育種方法の詳細を、「Principles of Cul
tivar Development」Fehr、1993、Macmillan Pu
blishing Company(引用することにより本明細書の一部をなすものとす
る)に見出すことができる。
The present invention is not limited to sorghum plants mutated with EMS. Other mutation methods,
For example, sorghum plants obtained by methods such as irradiation and chemical mutagens are also within the scope of the present invention. Herbicide-tolerant mutant plants can also be obtained using selective pressure on cells cultured with herbicides and the process of selection of resistant cells to produce herbicide-tolerant plants. For details on mutation and breeding methods, see "Principles of Cul."
tivar Development "Fehr, 1993, Macmillan Pu
can be found in the Blissing Company, which is hereby incorporated by reference.

続いて、イミダゾリノン耐性植物突然変異体ADV−IMI−R(元の突然変異)に対
する除草剤噴霧の効果を、エンドガミックソルガム系80237(Advanta所有エ
リート系)の応答と比較した。その目的のために、植物を、畑上で、イミダゾリノンファ
ミリーに属する3つの除草剤:イマゼタピル、イマザピル、およびイマザピックで処理し
た。4つの異なる施用率をアッセイした:それぞれの除草剤について1X、2X、3X、
および4X。それぞれの除草剤に関する推奨される畑施用率(1X)を、表1に示す。
Subsequently, the effect of herbicide spraying on the imidazolinone-tolerant plant mutant ADV-IMI-R (original mutation) was compared to the response of the endogomic sorghum line 80237 (Advanta-owned elite line). To that end, plants were treated on the field with three herbicides belonging to the imidazolinone family: imazetapyr, imazapyr, and imazapic. Four different application rates were assayed: 1X, 2X, 3X, for each herbicide
And 4X. Table 1 shows the recommended field application rate (1X) for each herbicide.

Figure 2019141045
Figure 2019141045

噴霧の10日後、全ての植物を、空中組織における乾燥物量(DM)についてアッセイ
した。その結果を図1に示す。
Ten days after spraying, all plants were assayed for dry matter (DM) in aerial tissue. The result is shown in FIG.

本発明のADV−IMI−R突然変異体の応答を、エンドガミック系80237のもの
と比較した。表2は、未処理対照と比較した乾燥物量のパーセンテージ(DM%対照)と
して表した、異なる施用率のイマゼタピル、イマザピル、およびイマザピックの効果を示
す。開示された値は、3回の実験の平均である。
The response of the ADV-IMI-R mutant of the present invention was compared to that of the endogomic line 80237. Table 2 shows the effect of different application rates of imazetapil, imazapyr, and imazapic, expressed as a percentage of dry matter compared to the untreated control (DM% control). The disclosed value is the average of 3 experiments.

Figure 2019141045
Figure 2019141045

これらの結果は、本発明のADV−IMI−R突然変異体が4Xの施用率でも3つの試
験したイミダゾリノン群の除草剤に対して耐性であることを示す。逆に、元のエンドガミ
ック系80237は、推奨される施用率(1X)が適用される場合でも、全ての除草剤に
対して明確に感受性である。
These results indicate that the ADV-IMI-R mutants of the present invention are resistant to the three tested imidazolinone herbicides even at 4X application rates. Conversely, the original endogomic line 80237 is clearly sensitive to all herbicides, even when the recommended application rate (1X) is applied.

見られるように、本発明の除草剤耐性ソルガム植物は、イマゼタピル、イマザピック、
またはイマザピルなどのイミダゾリノン群の除草剤に対して耐性である。
As can be seen, the herbicide-tolerant sorghum plants of the present invention are imazetapill, imazapic,
Or it is resistant to imidazolinone herbicides such as imazapyr.

イミダゾリノン耐性ソルガム植物に、公知のイミダゾリノン除草剤群のいずれかの使用
の推奨量の4倍である量を噴霧することができる。耐性植物は、例えば、NCIMB41
870種子に由来する植物において観察されるような耐性形質を有してもよく、またはそ
れは、それから誘導された植物、子孫、もしくはそのゲノム中に、ソルガムAHASタン
パク質の位置93または等価な位置にアラニンからトレオニンへの置換を有するポリペプ
チドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを含み、野生型ソルガム植物と比較
してイミダゾリノン群に由来する1つまたは複数の除草剤に対する耐性が増大した他の植
物であってもよい。
The imidazolinone-tolerant sorghum plants can be sprayed with an amount that is four times the recommended amount for use of any of the known imidazolinone herbicide groups. The resistant plant is, for example, NCIMB41
It may have a tolerance trait as observed in plants derived from 870 seeds, or it may contain alanine at position 93 or equivalent position of the sorghum AHAS protein in the plant, offspring, or genome thereof derived therefrom. In other plants comprising at least one polynucleotide encoding a polypeptide having a threonine to threonine substitution and increased resistance to one or more herbicides from the imidazolinone group compared to wild-type sorghum plants There may be.

さらに、当業者であれば、そのようなアミノ酸位置が、アミノ酸が付加されるか、また
は例えば、アミノ酸配列のN末端から除去されるかどうかに応じて変化してもよいことを
認識するであろう。「等価な位置」とは、例示されたアミノ酸位置と同じ保存領域内にあ
る位置を意味することが意図される。
Furthermore, one skilled in the art will recognize that such amino acid positions may vary depending on whether an amino acid is added or removed from, for example, the N-terminus of the amino acid sequence. Let's go. “Equivalent position” is intended to mean a position that is within the same conserved region as the exemplified amino acid positions.

本発明において、除草剤に対する用語「寛容性」および除草剤に対する「耐性」は、同
じ意味およびイミダゾリノンまたはスルホニルウレアなどの除草剤に関連して用いられる
場合、等価な範囲を有する。
In the present invention, the terms “tolerance” to herbicides and “tolerance” to herbicides have the same meaning and equivalent ranges when used in connection with herbicides such as imidazolinones or sulfonylureas.

本発明は、有効量の除草剤に対して耐性を示す植物、植物細胞、植物組織を提供する。
「有効量」とは、野生型植物、植物細胞または組織の生長を阻害することができるが、耐
性植物、植物細胞または植物組織に対する重篤な効果をもたらさない除草剤の量を意味す
る。除草剤の有効量は、雑草を排除するための推奨量である。野生型植物、細胞または組
織は、例えば、イミダゾリノンまたはスルホニルウレアの群に属する除草剤の除草剤耐性
形質を示さないものである。用語「植物」は、任意の段階の植物、または植物部分を包含
し、前記植物部分は知識を有する植物学者には周知の種子、葉、花、茎、組織または器官
であってもよい。
The present invention provides plants, plant cells, and plant tissues that are resistant to an effective amount of herbicide.
By “effective amount” is meant an amount of herbicide that can inhibit the growth of wild-type plants, plant cells or tissues, but does not produce a severe effect on resistant plants, plant cells or plant tissues. An effective amount of herbicide is the recommended amount to eliminate weeds. A wild type plant, cell or tissue is one that does not exhibit a herbicide tolerance trait of a herbicide belonging to the group of, for example, imidazolinone or sulfonylurea. The term “plant” encompasses a plant or plant part at any stage, which may be a seed, leaf, flower, stem, tissue or organ known to a knowledgeable botanist.

突然変異を検出するために、前記AHASポリペプチドまたはラージサブユニットが除
草剤耐性である、アセトヒドロキシ酸合成酵素活性を有するポリペプチドをコードする本
発明の突然変異ソルガムAHAS遺伝子を配列決定した。
To detect mutations, the mutant sorghum AHAS gene of the present invention encoding a polypeptide having acetohydroxy acid synthase activity, wherein the AHAS polypeptide or large subunit is herbicide resistant, was sequenced.

突然変異植物に由来するAHAS遺伝子DNA配列と、野生型ソルガム植物に由来する
AHAS遺伝子DNA配列との比較により、ヌクレオチド位置+277のGヌクレオチド
がAに変化する点突然変異が同定されたが、これは本発明のADV−IMI−R突然変異
体から元のソルガム80237系(野生型)を識別するものである。突然変異体および野
生型系に由来するAHASアミノ酸配列を推定した場合、ヌクレオチド置換(配列番号1
のACGによるGCG)がコドン93で突然変異ポリペプチドをコードし、アセトヒドロ
キシ酸合成酵素活性を示し、突然変異ADV−IMI−R系のソルガムAHASタンパク
質のラージサブユニットに対応するポリペプチド(配列番号2)中のアラニンからトレオ
ニン(Ala93Thr)への置換をもたらすことが観察された。
Comparison of the AHAS gene DNA sequence from the mutant plant with the AHAS gene DNA sequence from the wild-type sorghum plant identified a point mutation in which the G nucleotide at nucleotide position +277 was changed to A. The original sorghum 80237 system (wild type) is identified from the ADV-IMI-R mutant of the present invention. When deduced AHAS amino acid sequences from mutant and wild type systems, nucleotide substitutions (SEQ ID NO: 1
GCG by ACG of ACG) encodes a mutant polypeptide at codon 93, exhibits acetohydroxy acid synthase activity, and corresponds to the large subunit of the sorghum AHAS protein of the mutant ADV-IMI-R system (SEQ ID NO: It was observed to result in the substitution of alanine in 2) to threonine (Ala93Thr).

前記ポリペプチドの位置93または異なる種に属する別のAHAS酵素の等価な位置に
アラニンからトレオニン(Ala93Thr)への置換を有するポリペプチドをコードす
るポリヌクレオチドを含む植物、植物部分、種子、その子孫、トランスジェニック植物な
ども本発明の範囲内にある。
A plant comprising a polynucleotide encoding a polypeptide having a substitution of alanine to threonine (Ala93Thr) at position 93 of said polypeptide or at an equivalent position of another AHAS enzyme belonging to a different species, plant part, seed, progeny thereof, Transgenic plants and the like are also within the scope of the present invention.

少なくとも85%、95%、または98%の配列同一性を有するポリヌクレオチドまた
はポリペプチドも本発明の範囲内にある。配列同一性パーセントは、2つのアミノ酸配列
または2つのヌクレオチド配列のアラインメントにより決定される。2つの配列間のアラ
インメントのパーセンテージを、例えば、以下の式:
(同一の位置の量/重複する位置の総量)x100
を用いて算出することができる。
Polynucleotides or polypeptides having at least 85%, 95%, or 98% sequence identity are also within the scope of the invention. The percent sequence identity is determined by the alignment of two amino acid sequences or two nucleotide sequences. The percentage of alignment between two sequences can be expressed, for example, by the following formula:
(Amount of the same position / total amount of overlapping positions) × 100
Can be used to calculate.

2つの配列間のアラインメントのパーセンテージは、様々な数学アルゴリズム、例えば
、Altschulら(1990)J.Mol.Biol.215:403頁のNBLA
STおよびXBLASTプログラムに含まれるアルゴリズムを用いて決定される。BLA
ST、Gapped BLAST、およびPSI−Blastプログラムを用いる場合、
対応するプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメー
タを用いることができる。http://www.ncbi.nlm.nih.govを
参照されたい。配列の比較のために用いられる数学アルゴリズムの別の好ましい非限定例
は、MyersおよびMiller(1988)CABIOS 4:11〜17頁のアル
ゴリズムである。そのようなアルゴリズムは、GCG配列アラインメントソフトウェアパ
ッケージの一部であるALIGNプログラム(バージョン2.0)に組込まれている。ア
ミノ酸配列を比較するためにALIGNプログラムを用いる場合、PAM120ウェイト
残基テーブル(weight residue table)、12のギャップ長ペナル
ティ、および4のギャップペナルティを用いることができる。また、アラインメントを手
動による検査により実施することもできる。
The percentage of alignment between two sequences can be determined using various mathematical algorithms, such as Altschul et al. (1990) J. MoI. Mol. Biol. 215: 403 pages NBLA
Determined using algorithms included in ST and XBLAST programs. BLA
When using ST, Gapped BLAST, and PSI-Blast programs:
Default parameters of corresponding programs (eg, XBLAST and NBLAST) can be used. http: // www. ncbi. nlm. nih. See gov. Another preferred non-limiting example of a mathematical algorithm used for sequence comparison is the algorithm of Myers and Miller (1988) CABIOS 4: 11-17. Such an algorithm is incorporated into the ALIGN program (version 2.0) which is part of the GCG sequence alignment software package. When using the ALIGN program to compare amino acid sequences, a PAM120 weight residue table, a gap length penalty of 12, and a gap penalty of 4 can be used. The alignment can also be performed by manual inspection.

本発明は、除草剤耐性を付与するポリヌクレオチドおよびタンパク質を含む。除草剤耐
性ポリヌクレオチドを参照する場合、それは除草剤耐性AHASタンパク質をコードする
ポリヌクレオチドを意味すると理解される。除草剤耐性AHASタンパク質は、天然であ
っても、または突然変異体であってもよく、それらはイミダゾリノンまたはスルホニルウ
レアの群に属する除草剤に対する耐性を付与する。
The present invention includes polynucleotides and proteins that confer herbicide resistance. When referring to a herbicide-tolerant polynucleotide, it is understood to mean a polynucleotide encoding a herbicide-tolerant AHAS protein. Herbicide-tolerant AHAS proteins may be natural or mutant, and they confer resistance to herbicides belonging to the group of imidazolinones or sulfonylureas.

イミダゾリノン、例えば、イマゼタピルに対する耐性の継承を、イマゼタピル感受性系
とADV−IMI−R突然変異体とを交配することにより生成された分離F2ソルガム集
団において評価した。かくして得られたF2植物に、発芽後の段階V6で3X、20日間
の施用率でイマゼタピル(Pivot(登録商標)、BASF)を噴霧し、表現型症状を
、処理の10日後に評価した。その結果を表3に提供する。
Inheritance of resistance to imidazolinones, such as imazetapyr, was evaluated in isolated F2 sorghum populations generated by crossing an imazetapyr sensitive system with an ADV-IMI-R mutant. The F2 plants thus obtained were sprayed with imazetapil (Pivot®, BASF) at an application rate of 3 ×, 20 days at stage V6 after germination, and phenotypic symptoms were evaluated 10 days after treatment. The results are provided in Table 3.

Figure 2019141045
Figure 2019141045

結果は、F2植物集団を、3つの表現型カテゴリー:損傷のない植物、萎黄病植物およ
び枯死した植物に個体をグループ化するのを可能にする表現型スコアリングによる視覚的
症状に基づいて分類することができることを示す。
Results classify F2 plant populations based on visual symptoms with phenotypic scoring that allows individuals to be grouped into three phenotypic categories: intact plants, yellowish plants and dead plants Show that you can.

配列決定により、本発明の除草剤寛容性ソルガム突然変異体が、アセトヒドロキシ酸合
成酵素活性を有するポリペプチドまたはAHASタンパク質のラージサブユニット中に点
突然変異を有することが示された。配列番号1に記載のヌクレオチド配列は、ヌクレオチ
ドGが、ヌクレオチド位置+277(コドン93に対応する)でAに変化していることを
示し、これは本発明の誘導されたADV−IMI−R突然変異体から元のソルガムエンド
ガミック系80237(除草剤に対して感受性である)を識別するものである。この分子
マーカーを、SNP−SbAHASと命名した。
Sequencing has shown that the herbicide-tolerant sorghum mutants of the present invention have point mutations in the polypeptide having acetohydroxy acid synthase activity or the large subunit of AHAS protein. The nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 indicates that nucleotide G is changed to A at nucleotide position +277 (corresponding to codon 93), which is the induced ADV-IMI-R mutation of the present invention. It identifies the original sorghum endogamic system 80237 (sensitive to herbicides) from the body. This molecular marker was named SNP-SbAHAS.

除草剤耐性である可能性のある植物、植物部分または種子を検出するためのSNP−S
bAHASマーカーの有用性を決定するために、除草剤耐性ADV−IMI−R突然変異
体(VT09−9754−48−6−BK選択)と、除草剤感受性エンドガミック系90
523とを交配させることにより生成されたF2集団(本明細書ではADV−IMI−R
x90523 F2集団と命名する)に由来する177個の植物を試験した。図3は、一
例として、F2集団からのいくつかの植物の対立遺伝子識別を示す。2つの試験した対照
を、予想されるクラスターにグループ化した(それぞれ、ホモ接合耐性およびホモ接合感
受性の、ADV−IMI−R突然変異体および野生型90523)。これらのデータによ
り、分子マーカーSNP−SbAHASが、アセトヒドロキシ酸合成酵素活性を有するポ
リペプチドまたはソルガムAHASタンパク質のラージサブユニットをコードするポリヌ
クレオチドのヌクレオチド位置+277の3つの対立遺伝子組合せを識別するのに有用で
あることが確認される。
SNP-S for detecting plants, plant parts or seeds that may be herbicide-resistant
To determine the usefulness of bAHAS markers, the herbicide-resistant ADV-IMI-R mutant (VT09-9754-48-6-BK selection) and the herbicide-sensitive endogamic system 90
F2 population generated by crossing with 523 (herein ADV-IMI-R
177 plants derived from (designated x90523 F2 population) were tested. FIG. 3 shows by way of example the allelic discrimination of several plants from the F2 population. The two tested controls were grouped into expected clusters (homozygous resistant and homozygous sensitive ADV-IMI-R mutant and wild type 90523, respectively). These data allow the molecular marker SNP-SbAHAS to identify the three allelic combinations at nucleotide position +277 of a polynucleotide encoding a polypeptide having acetohydroxy acid synthase activity or the large subunit of the sorghum AHAS protein. It is confirmed that it is useful.

当業者であれば、SNP−SbAHASマーカーおよびその使用の開示を考慮して、例
えば、イミダゾリノンおよび/またはスルホニルウレアの群に属する除草剤、例えば、イ
マゼタピル、イマザピックなどに対する除草剤耐性植物を同定することができる。同定方
法は、本明細書に記載の方法に加えて、任意の他の公知の方法であってもよく、例えば、
ASA(Soleimaniら(2003)Plant Mol Biol Rep 2
1:281〜288頁)、PAMSA(Gaudetら(2007)Plant Mol
Biol Rep 25:1〜9頁)、SSCP(GermanoおよびKlein(
1999)Theor Appl Genet 99:37〜49頁)またはTaqMa
n(登録商標)(Jonesら(2008)Pest Management Scie
nce 64:12〜15頁)を参照されたい。
One skilled in the art will identify herbicide-tolerant plants, for example, herbicides belonging to the group of imidazolinones and / or sulfonylureas, eg, imidazolepyr, imazapic, etc. in view of the disclosure of SNP-SbAHAS markers and their use Can do. In addition to the methods described herein, the identification method may be any other known method, for example,
ASA (Soleimani et al. (2003) Plant Mol Biol Rep 2
1: 281-288), PAMSA (Gaudet et al. (2007) Plant Mol.
Biol Rep 25: 1-9), SSCP (Germano and Klein (
1999) Theor Appl Gene 99: 37-49) or TaqMa
n <(R)> (Jones et al. (2008) Best Management Scie
nce 64: 12-15).

耐性表現型と突然変異対立遺伝子数との相関を、SNP−SbAHASマーカーを用い
て分析した。この目的のために、F2子孫(ADV−IMI−Rx90523)に由来す
る個々の植物の萎黄病および枯死表現型を、イマゼタピルを噴霧した後に試験した。同時
に、SNP−SbAHASマーカーの遺伝子型を試験した。その結果を表4に示す。分子
マーカーSNP−SbAHASと、イマゼタピルに対する耐性との相関(表現型の評定と
して測定)を、カイ二乗独立検定を用いて決定した。この試験により、表現型および遺伝
子型共分離に従う、AHAS遺伝子中の誘導された突然変異(特異的SNP−SbAHA
Sマーカーを用いて遺伝子型決定された)と、イマゼタピルに対する耐性との高度に有意
な相関を示す確率p=1.948e−46が得られた。
The correlation between the resistance phenotype and the number of mutant alleles was analyzed using the SNP-SbAHAS marker. For this purpose, the yellowing and death phenotypes of individual plants derived from F2 progeny (ADV-IMI-Rx90523) were tested after spraying with imazetapill. At the same time, the genotype of the SNP-SbAHAS marker was tested. The results are shown in Table 4. The correlation (measured as a phenotypic assessment) between the molecular marker SNP-SbAHAS and resistance to imazetapy was determined using the chi-square independent test. This test showed that induced mutations in the AHAS gene (specific SNP-SbAHA) that follow phenotype and genotype co-segregation
Probability p = 1.948e- 46 was obtained which showed a highly significant correlation between resistance to imazetapil and genotyped using the S marker).

Figure 2019141045
Figure 2019141045

さらに、除草剤耐性および特異的SNP−SbAHASマーカーの遺伝子マッピングを
実行した。GenBank(受託番号GM663363.1、配列番号4)に開示された
ソルガムAHAS配列に基づいて、BLAST分析を実行して、Sorghum bic
olorのDNA配列と、Phytozomeデータベース(http://www.p
hytozome.net/search.php)とを一致させた。図4に示される結
果は、イミダゾリノン群に属する除草剤に対する耐性と関連するAHAS配列がSorg
hum bicolorゲノムの染色体4中に位置することを示している。この情報に基
づくフィンガープリンティング(遺伝子型決定)手順を、様々なSSR型DNA分子マー
カーを用いて本発明の突然変異ADV−IMI−R系およびエンドガミック90253系
について実行した。染色体4に位置する7個の多型SSRを、遺伝子型決定のために選択
した(Mace、ESら、A consensus genetic map of s
orghum that integrates multiple componen
t maps and high−throughput Diversity Arr
ay Technology(DArT) markers、BMC Plant Bi
ology、2009、9:13頁;Srinivas、Gら、Exploration
and mapping of microsatellite markers f
rom subtracted drought stress ESTs in So
rghum bicolor(L.)、Moench.Theor.Appl.Gene
t.2009、118:703〜717頁;Ramu、Pら、In silico ma
pping of important genes and markers ava
ilable in the public domain for efficien
t sorghum breeding、Mol Breeding 2010、26:
409〜418頁;http://www.lbk.ars.usda.gov/psg
d/sorghum/2009SorghumSEAMs_LBKARS.xls)。
In addition, genetic mapping of herbicide tolerance and specific SNP-SbAHAS markers was performed. Based on the sorghum AHAS sequence disclosed in GenBank (Accession No. GM6633363.1, SEQ ID NO: 4), a BLAST analysis was performed to determine the Sorghum bic
The DNA sequence of the olor and the Phytosome database (http: //www.p
hytosome. net / search. php). The results shown in FIG. 4 show that the AHAS sequence associated with resistance to herbicides belonging to the imidazolinone group is Sorg
It is located in chromosome 4 of the hum bicolor genome. This information-based fingerprinting (genotyping) procedure was performed for the mutant ADV-IMI-R system and the Endogammic 90253 system of the present invention using various SSR type DNA molecular markers. Seven polymorphic SSRs located on chromosome 4 were selected for genotyping (Mace, ES et al. A consensus genetic map of s
orghum that integrals multiple component
t map and high-throughput Diversity Arr
ay Technology (DArT) markers, BMC Plant Bi
olology, 2009, 9:13; Srinivas, G et al. Exploration
and mapping of microsatellite markers f
rom subtracted drought stress ESTs in So
rghum bicolor (L.), Moench. Theor. Appl. Gene
t. 2009, 118: 703-717; Ramu, P et al., In silico ma.
pping of important genes and markers ava
available in the public domain for efficien
t songhum breathing, Mol Breeding 2010, 26:
409-418; http: // www. lbk. ars. usda. gov / psg
d / sorghum / 2009 Sorghum SEAMs_LBKARS. xls).

この手順の結果を用いれば、SNP−SbAHASマーカーと耐性表現型の両方を遺伝
子マッピングすることが可能であったが、これはイミダゾリノンに対する耐性および特異
的SNP−SbAHASマーカーが、Sorghum bicolorの染色体4中の以
前に同定されたSSRにフランキングして染色体4中に位置することを示している(図5
)。
Using the results of this procedure, it was possible to genetically map both the SNP-SbAHAS marker and the resistance phenotype, which indicated that the resistance to imidazolinone and the specific SNP-SbAHAS marker are chromosome 4 of Sorghum bicolor. 5 flanking the previously identified SSR and is located in chromosome 4 (FIG. 5).
).

本発明のポリヌクレオチド(配列番号1)を、トランスジェニック植物を得るために植
物中に導入することができる。ポリヌクレオチドを植物、特に、農業目的の植物、例えば
、トウモロコシ、ダイズ、ソルガム、コムギ、サトウキビ、アマ、ヒマワリまたは他の植
物;野菜、樹木、または観葉植物に導入するための様々な方法がある。トランスジェニッ
ク植物を得るためにポリヌクレオチドを導入する方法は当業界で周知であり、組換え方法
を用いることもできる。
The polynucleotide of the present invention (SEQ ID NO: 1) can be introduced into a plant to obtain a transgenic plant. There are a variety of methods for introducing polynucleotides into plants, particularly plants for agricultural purposes, such as corn, soybeans, sorghum, wheat, sugarcane, flax, sunflower or other plants; vegetables, trees, or foliage plants. Methods for introducing polynucleotides to obtain transgenic plants are well known in the art, and recombinant methods can also be used.

例えば、ベクターを用いる植物の形質転換のための様々な方法がある(An、G.ら(
1986)Plant Pysiol.,81:301〜305頁;Fry、J.ら(1
987)Plant Cell Rep.,6:321〜325頁;Block、M.(
1988)Theor.Appl Genet.,76:767〜774頁;Hinch
eeら(1990)Stadler.Genet.Symp.,203212.203〜
212頁;Barceloら(1994)Plant J.,5:583〜592頁;B
eckerら(1994)Plant J.,5:299〜307頁;Borkowsk
aら(1994)Acta Physiol Plant.,16:225〜230頁;
Christouら(1992)Trends Biotechnol.,10:239
〜246頁;D’Halluinら(1992)Bio/Technol.,10:30
9〜314頁;Dhirら(1992)Plant Physiol.,99:81〜8
8頁;Casasら(1993)Proc.Nat.Acad Sci.USA 90:
11212〜11216頁;Dong、J.A.およびMchughen、A.(199
3)Plant Sci.,91:139〜148頁;Golovkinら(1993)
Plant Sci.,90:41〜52頁;Guo Chin Sci.,Bull.
,38:2072〜2078頁;Asanoら(1994)Plant Cell Re
p.,13;Christou、P.(1994)Agro.Food.Ind.Hi
Tech.,5:17〜27頁;Eapenら(1994)Plant Cell Re
p.,13:582〜586頁;Hartmanら(1994)Bio−Technol
ogy 12:919923頁;Christou、P.(1993)In Vitro
Cell.Dev.Biol.−Plant;29P:119〜124頁;Davie
sら(1993)Plant Cell Rep.,12:180〜183頁;Rita
laら(1994)Plant.Mol.Biol.24:317〜325頁;ならびに
Wan、Y.C.およびLemaux、P.G.(1994)Plant Physio
l.,104:3748頁)。
For example, there are various methods for plant transformation using vectors (An, G. et al. (
1986) Plant Pysiol. 81: 301-305; Fry, J. et al. Et al (1
987) Plant Cell Rep. 6: 321-325; Block, M.M. (
1988) Theor. Appl Genet. , 76: 767-774; Hinch
ee et al. (1990) Stadler. Genet. Symp. , 203212.203 ~
212; Barcelo et al. (1994) Plant J. et al. 5: 583-592; B
Ecker et al. (1994) Plant J. et al. , 5: 299-307; Borkowski
a et al. (1994) Acta Physiol Plant. 16: 225-230;
Christou et al. (1992) Trends Biotechnol. , 10: 239
˜246; D'Halluin et al. (1992) Bio / Technol. , 10:30
9-314; Dhir et al. (1992) Plant Physiol. , 99: 81-8
8; Casas et al. (1993) Proc. Nat. Acad Sci. USA 90:
11212-11216; Dong, J. et al. A. And Mchuchen, A .; (199
3) Plant Sci. 91: 139-148; Golovkin et al. (1993).
Plant Sci. 90: 41-52; Guo Chin Sci. Bull.
38: 2072-2078; Asano et al. (1994) Plant Cell Re
p. , 13; Christou, P .; (1994) Agro. Food. Ind. Hi
Tech. 5: 17-27; Eapen et al. (1994) Plant Cell Re
p. 13: 582-586; Hartman et al. (1994) Bio-Technol.
ogy 12: 919923; Christou, P .; (1993) In Vitro
Cell. Dev. Biol. -Plant; 29P: 119-124; Davie
s et al. (1993) Plant Cell Rep. , 12: 180-183; Rita
la et al. (1994) Plant. Mol. Biol. 24: 317-325; and Wan, Y. et al. C. And Lemaux, P.A. G. (1994) Plant Physio
l. 104: 3748).

植物を形質転換するためのいくつかの方法および遺伝子操作技術が、Sambrook
ら(1989)Molecular cloning、 A laboratory m
anual、Cold Spring Harbor Press、Plainview
、N.Y.;Ausubel FMら、Current Protocols in M
olecular Biology、John Wiley & Sons、New Y
ork、N.Y.に記載されている。
Several methods and genetic engineering techniques for transforming plants are described in Sambrook.
(1989) Molecular cloning, A laboratory m
annual, Cold Spring Harbor Press, Plainview
, N. Y. Ausubel FM et al., Current Protocols in M
Olecular Biology, John Wiley & Sons, New Y
ork, N.M. Y. It is described in.

ベクターを、米国特許第4,945,050号およびCasasら、Proc.Nat
l.Sci.,USA、90:11212頁、1993に記載されたものなどの弾道粒子
加速技術を用いて導入することもできる。
Vectors are described in US Pat. No. 4,945,050 and Casas et al., Proc. Nat
l. Sci. , USA, 90: 11212, 1993, and the like.

例えば、本発明のポリヌクレオチドで形質転換された植物は、除草剤耐性AHASタン
パク質を発現し、イミダゾリノンおよび/またはスルホニルウレアなどの除草剤に対する
耐性形質を示す。「除草剤耐性AHASタンパク質」とは、除草剤が野生型AHASタン
パク質のAHAS活性を阻害する濃度でAHAS活性を阻害する除草剤の存在下にある場
合、野生型AHAS活性のものよりも高いAHAS活性を示すタンパク質を意味する。
For example, plants transformed with the polynucleotides of the invention express herbicide-resistant AHAS proteins and exhibit resistance traits to herbicides such as imidazolinones and / or sulfonylureas. “Herbicide-tolerant AHAS protein” refers to an AHAS activity that is higher than that of wild-type AHAS activity when the herbicide is in the presence of a herbicide that inhibits AHAS activity at a concentration that inhibits AHAS activity of the wild-type AHAS protein It means a protein showing

本発明のポリヌクレオチド配列を、対象、例えば、農業対象の植物において耐性AHA
Sタンパク質を発現させるための発現カセット中に含有させることができる。このカセッ
トは、例えば、少なくとも1つのプロモーターに作動可能に連結された調節配列を含む。
プロモーターは当業界で周知であり、例えば、構成的、誘導的、組織特異的、葉緑体特異
的プロモーターであってもよく、それらは全て植物中で機能的である。カセットは、当業
界で公知の転写終結配列をさらに含む。カセットは、除草剤耐性AHASポリヌクレオチ
ドの発現効率を改善するための様々な調節配列、例えば、イントロン、ウイルス配列など
のエンハンサーを含んでもよく;または前記ポリヌクレオチドに結合した、もしくは結合
していない、本発明のポリヌクレオチドとは異なる対象の他のポリヌクレオチド配列;ま
たはリーダー配列を含んでもよい。
The polynucleotide sequences of the present invention can be used to produce resistant AHA in a subject, eg, a plant to be agriculturally targeted.
It can be contained in an expression cassette for expressing S protein. This cassette includes, for example, a regulatory sequence operably linked to at least one promoter.
Promoters are well known in the art and can be, for example, constitutive, inducible, tissue specific, chloroplast specific promoters, all of which are functional in plants. The cassette further includes a transcription termination sequence known in the art. The cassette may contain various regulatory sequences to improve the expression efficiency of the herbicide-tolerant AHAS polynucleotide, such as enhancers such as introns, viral sequences; or bound or not bound to said polynucleotide. Other polynucleotide sequences of interest that are different from the polynucleotides of the invention; or leader sequences may be included.

プロモーターとしては、限定されるものではないが、構成的、誘導的、組織または器官
特異的プロモーター、例えば、35Sプロモーター、創傷もしくは化学誘導性プロモータ
ー、熱ショックプロモーター、テトラサイクリン誘導性プロモーターなどが挙げられる(
Chaoら、1999、Plant Physiol.,120:979頁;米国特許第
5,187,267号、米国特許第5,057,422号)。
Promoters include, but are not limited to, constitutive, inducible, tissue or organ specific promoters such as 35S promoter, wound or chemical inducible promoter, heat shock promoter, tetracycline inducible promoter and the like (
Chao et al., 1999, Plant Physiol. 120: 979; US Pat. No. 5,187,267, US Pat. No. 5,057,422).

また、植物において有用であり得る好適な転写ターミネーターも当業者には公知であり
、例えば、Odellら、1985、Nature 313:810頁;Sanfaco
nら、Genes Dev.,5:141頁、1990;Munroeら、1990 G
ene 91:151頁;Rosenbergら、1987、Gene 56:125頁
;Joshiら、Nucleic Acid Res.,15:9627頁、1987を
参照されたい。
Suitable transcription terminators that may be useful in plants are also known to those skilled in the art, for example, Odell et al., 1985, Nature 313: 810; Sanfaco
n et al., Genes Dev. , 5: 141, 1990; Munroe et al., 1990 G
ene 91: 151; Rosenberg et al., 1987, Gene 56: 125; Joshi et al., Nucleic Acid Res. 15: 9627, 1987.

「作動可能に連結された」とは、プロモーターと第2の配列との機能的連結を指すこと
が意図される。プロモーター配列は、第2の配列に対応するDNA配列の転写を開始、媒
介する。用語「作動可能に連結された」とは、連結される核酸配列が連続的であり、2つ
のタンパク質コード領域を結合させるのに必要である場合、連続的であり、同じ読み枠中
にあることを意味する。カセットは、複数の発現カセットであってもよい。
“Operably linked” is intended to refer to a functional linkage between a promoter and a second sequence. The promoter sequence initiates and mediates transcription of the DNA sequence corresponding to the second sequence. The term “operably linked” means that the nucleic acid sequences to be linked are continuous and, if necessary to join two protein coding regions, are continuous and in the same reading frame. Means. The cassette may be a plurality of expression cassettes.

本発明のポリヌクレオチドを、ポリヌクレオチドの融合物の形態で、または別々に、他
のポリヌクレオチドに結合させることができる。他のポリヌクレオチドは、例えば、当業
者には周知である除草剤耐性、昆虫耐性または他の植物部分をコードしてもよい。
The polynucleotides of the invention can be linked to other polynucleotides in the form of polynucleotide fusions or separately. Other polynucleotides may encode, for example, herbicide tolerance, insect tolerance or other plant parts well known to those skilled in the art.

植物中での発現を改善するために、本発明のポリヌクレオチドを、例えば、植物にとっ
て好ましいコドンを含有させること、イントロンまたは有害な配列などの配列を欠失させ
ることにより改変することができる。また、突然変異され、例えば、欠失もしくは挿入を
示す本発明の耐性AHASポリペプチドまたは本明細書に記載のものとは異なる他の突然
変異をコードするポリヌクレオチドも本発明の範囲内にある。「突然変異ポリヌクレオチ
ド」とは、そのヌクレオチド配列中に永続的な変化を有するポリヌクレオチドを意味する
In order to improve expression in plants, the polynucleotides of the invention can be modified, for example, by containing codons that are favorable to the plant, by deleting sequences such as introns or harmful sequences. Also within the scope of the invention are polynucleotides that are mutated, eg, resistant AHAS polypeptides of the invention that exhibit deletions or insertions, or other mutations that differ from those described herein. “Mutant polynucleotide” means a polynucleotide having a permanent change in its nucleotide sequence.

本発明のポリヌクレオチドを、置換、欠失、トランケーション、および挿入により変化
させることができる。そのような操作のための方法は当業界で一般に公知である。突然変
異誘発およびヌクレオチド配列変化のための方法は当業界で周知である(Kunkel(
1985)Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 82:488〜492頁
;Kunkelら(1987)Methods in Enzymol.,154:36
7〜382頁;WalkerおよびGaastra編(1983)Techniques
in Molecular Biology(MacMillan Publishi
ng Company、New York)およびそこで引用された参考文献)。対象の
タンパク質の生物活性に影響しないアミノ酸置換を、引用することにより本明細書の一部
をなすものとする、Dayhoffら(1978)Atlas of Protein
Sequence and Structure(Natl.Biomed.Res.F
ound.,Washington、D.C.)に見出すことができる。
The polynucleotides of the invention can be altered by substitutions, deletions, truncations, and insertions. Methods for such operations are generally known in the art. Methods for mutagenesis and nucleotide sequence changes are well known in the art (Kunkel (
1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 488-492; Kunkel et al. (1987) Methods in Enzymol. 154: 36
7-382; Walker and Gaastra (1983) Techniques.
in Molecular Biology (MacMillan Publishing)
ng Company, New York) and references cited therein). Dayhoff et al. (1978) Atlas of Protein, which is incorporated herein by reference for amino acid substitutions that do not affect the biological activity of the protein of interest.
Sequence and Structure (Natl. Biomed. Res. F)
ound. , Washington, D.C. C. ) Can be found.

本発明のAHASポリヌクレオチドを含むDNAを、ベクターの一部として様々な植物
に導入することができる。好適なベクターの選択は、形質転換のために用いられることが
意図される方法および形質転換される植物に依存する。当業者であれば、様々なベクター
、例えば、Tiおよび/またはRiをよく知っている。T−DNAも、TiまたはRiベ
クターを組込むためのフランキング領域として用いられる(WO84/02913、He
rrera−Estrellaら、1983、Nature 303:209頁;Hor
schら、1984、Science 223:496頁;Fraleyら、1983、
Proc.Natl.Acad.Sci、USA 80:4803頁)。
The DNA containing the AHAS polynucleotide of the present invention can be introduced into various plants as part of a vector. The selection of a suitable vector depends on the method intended to be used for transformation and the plant to be transformed. The person skilled in the art is familiar with various vectors, for example Ti and / or Ri. T-DNA is also used as a flanking region for incorporation of Ti or Ri vectors (WO84 / 02913, He
rrera-Estrella et al., 1983, Nature 303: 209; Hor
sch et al., 1984, Science 223: 496; Fraley et al., 1983,
Proc. Natl. Acad. Sci, USA 80: 4803).

ベクターは、発現カセットおよび他のヌクレオチド配列、例えば、抗生物質または除草
剤に対する耐性を付与するマーカーなどの選択マーカーおよび植物中での対象のポリヌク
レオチド、例えば、配列番号2のAHASラージサブユニットポリペプチドの発現を誘導
するための配列を含んでもよい。
Vectors include expression cassettes and other nucleotide sequences such as selectable markers such as markers that confer resistance to antibiotics or herbicides and polynucleotides of interest in plants, such as the AHAS large subunit polypeptide of SEQ ID NO: 2. A sequence for inducing expression of may be included.

本発明の耐性AHASポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターは、
イミダゾリノンおよびスルホニルウレアの型の除草剤に対して耐性であるトランスジェニ
ック植物を取得するのに有用であってもよい。形質転換植物は、双子葉植物または単子葉
植物などの任意の型の植物であってもよく、特に、限定されるものではないが、ソルガム
(Sorghum bicolor、Sorghum vulgare)、トウモロコシ
(Zea mays)、Brassica種(例えば、B.napus、B.rapa、
B.juncea)、アルファルファ(Medicago sativa)、コメ(Or
yza sativa)、ライムギ(Secale cereale)、キビ(Penn
isetum glaucum)、(Panicum miliaceum)、(Set
aria italica)、(Eleusine coracana)、ヒマワリ(H
elianthus annuus)、コムギ(Triticum aestivum、
T.Turgidum ssp.durum)、ダイズ(Glycine max)、タ
バコ(Nicotiana tabacum)、ピーナッツ(Arachis hypo
gaea)、ワタ(Gossypium barbadense、Gossypium
hirsutum)、サツマイモ(Ipomoea batatus)、キャッサバ(M
anihot esculenta)、コーヒー(Coffea spp.)、ココナッ
ツ(Cocos nucifera)、ベニバナ(Carthamus tinctor
ius)、パイナップル(Ananas comosus)、柑橘類の木(Citrus
spp.)、ココア(Theobroma cacao)、茶(Camellia s
inensis)、バナナ(Musa spp.)、アボカド(Persea amer
icana)、オリーブ(Olea europaea)、カシュー(Anacardi
um occidentale)、アーモンド(Prunus amygdalus)、
サトウダイコン(Beta vulgaris)、ジャガイモ(Solanum tub
erosum)、サトウキビ(Saccharum spp.)、野菜、観葉植物、およ
び樹木などの農業対象の植物が挙げられる。好ましくは、本発明の植物は、ソルガムであ
る。
A vector comprising a polynucleotide encoding a resistant AHAS polypeptide of the invention comprises
It may be useful to obtain transgenic plants that are resistant to imidazolinone and sulfonylurea type herbicides. The transformed plant may be any type of plant, such as a dicotyledonous or monocotyledonous plant, including but not limited to, sorghum (Sorghum bicolor, Sorghum vulgare), corn (Zea mays), Brassica species (eg, B. napus, B. rapa,
B. juncea), alfalfa (Medicago sativa), rice (Or
yza sativa), rye (Secale cereal), millet (Penn)
isetum glaucum), (Panicum milaceum), (Set
aria italica), (Eleusine coracana), sunflower (H
elianthus annuus), wheat (Triticum aestivum),
T.A. Turbidum ssp. durum), soybean (Glycine max), tobacco (Nicotiana tabacum), peanut (Arachis hypo)
gaea), cotton (Gossypium barbadense, Gossypium)
hirsutum), sweet potato (Ipomoea battus), cassava (M
anihot esculenta, coffee (Coffea spp.), coconut (Cocos nucifera), safflower (Carthamus tinctor)
ius), pineapple (Ananas comosus), citrus tree (Citrus)
spp. ), Cocoa (Theobroma cacao), tea (Camellia s)
inensis), banana (Musa spp.), avocado (Persea amer)
icana), olives (Olea europaea), cashew (Anacardi)
um occidentale), almond (Prunus amygdalus),
Sugar beet (Beta vulgaris), potato (Solanum tube)
erosum), sugar cane (Saccharum spp.), vegetables, foliage plants, and plants for agriculture such as trees. Preferably, the plant of the present invention is sorghum.

本発明は、以下の実施例により良好に例示されるが、その範囲を限定すると解釈される
べきではない。逆に、本発明の他の実施形態、改変物および等価物が、本明細書を読んだ
後に可能となり、当業者であれば、本発明の精神および/または添付の特許請求の範囲か
ら逸脱することなく提言することができることが明確に理解されるべきである。
The present invention is better illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting its scope. On the contrary, other embodiments, modifications and equivalents of the present invention are possible after reading this specification, and those skilled in the art will depart from the spirit of the invention and / or the appended claims. It should be clearly understood that recommendations can be made without.

[エンドガミックソルガム系80237の突然変異誘発およびイミダゾリノン耐性突然変
異体80237EMS2−192の選択]
エンドガミック系80237に由来する32000個の予め発芽させたソルガム種子を
、0.05%v/vのエチルメタンスルホン酸(EMS)の水性溶液中に16時間浸した
。処理された種子を2007年12月21日にExperimental Statio
n of Advanta Seeds in Venado Tuerto、Prov
ince of Santa Fe、Argentinaのプロット1番(33°41’
47’’S;61°58’45’’W)に植え、それらを開放授粉のために放置した。
[Mutagenesis of the endogomic sorghum line 80237 and selection of the imidazolinone resistant mutant 80237EMS2-192]
32,000 pre-germinated sorghum seeds derived from the endogomic line 80237 were soaked in an aqueous solution of 0.05% v / v ethylmethane sulfonic acid (EMS) for 16 hours. Treated seeds on 21st December 2007, Experimental Stadio
n of ADVANTA SEEDS in VENDA TURTO, Prov
ince of Santa Fe, Argentina plot 1 (33 ° 41 '
47 "S; 61 ° 58'45" W) and left them for open pollination.

合計273個のM1植物を選択し、それぞれの植物からの2個の種子を2008年5月
23日にExperimental Station of Advanta Seed
s in Oran、Province of Salta、Argentina(22
°49’37’’S;64°20’14’’W)の苗床に植え、合計546個のM2植物
を得た。それぞれの対の一方の植物から花粉を採取し、その対の他方の植物を授粉させる
のに用いた。273個の授粉したM2植物のそれぞれから得られたM3種子を収穫した。
合計273個の畝間のM3子孫を2008年12月16日にVenado Tuerto
に植え、それぞれのM3畝間に由来する50個の植物に2008年12月23日に100
ml L a.i./haのイマゼタピルを噴霧した。畝間に由来する68個の植物は除
草剤による処理後に正常な生長および症状の非存在を示し、除草剤に耐性であると考えら
れ、VT09−9754と同定された。畝間に由来する耐性植物の系譜を同定し、それら
を80237EMS2−192と命名した(以後、ADV−IMI−Rと呼ぶ)。
A total of 273 M1 plants were selected, and two seeds from each plant were transferred to the Experimental Station of Advanced Seed on May 23, 2008.
s in Oran, Province of Salta, Argentina (22
The plant was planted on a nursery bed at 49 ° 37 ″ S; 64 ° 20′14 ″ W) to obtain a total of 546 M2 plants. Pollen was collected from one plant in each pair and used to pollinate the other plant in the pair. M3 seeds obtained from each of 273 pollinated M2 plants were harvested.
A total of 273 furrow M3 descendants on December 16, 2008 Vendo Turto
50 plants derived from each M3 ridge between 100 and 23 December 2008
ml L a. i. / Ha imazetapill was sprayed. 68 plants originating from the intercostals showed normal growth and absence of symptoms after treatment with the herbicide, were considered to be resistant to the herbicide and were identified as VT09-9754. A lineage of resistant plants derived from the furrows was identified and named 80237EMS2-192 (hereinafter referred to as ADV-IMI-R).

世代の歴史を表5に示す。   Table 5 shows the history of generations.

Figure 2019141045
Figure 2019141045

[元のソルガムエンドガミック系80237と比較した、耐性ADV−IMI−R突然変
異体におけるイミダゾリノンによる処理に対する応答率の分析]
ソルガム系80237(Advanta所有のエリート系)および本発明のイミダゾリ
ノン耐性ADV−IMI−R突然変異体(元の突然変異)に、畑上で、イミダゾリノン群
中の3つの除草剤:イマゼタピル、イマザピル、およびイマザピックを噴霧した。4つの
異なる施用率をそれぞれの除草剤についてアッセイした:1X、2X、3Xおよび4X(
1Xが推奨される施用率である)(上記の表1を参照されたい)。
[Analysis of response rate to treatment with imidazolinone in resistant ADV-IMI-R mutants compared to the original sorghum endogamic line 80237]
Sorghum 80237 (Advanta's own elite) and the imidazolinone-resistant ADV-IMI-R mutant (original mutation) of the present invention, on the field, three herbicides in the imidazolinone group: imazetapill, imazapill , And Imazapic were sprayed. Four different application rates were assayed for each herbicide: 1X, 2X, 3X and 4X (
1X is the recommended application rate) (see Table 1 above).

畑実験をVenado Tuertoにおいて実行し、植付けを2010年12月1日
に行った。除草剤を発芽の20日後に噴霧した(V6段階)。全ての処理を、その対応す
る未処理対照と比較した。実験設計は、3つの複製物に分割したプロットからなっていた
(主プロット:除草剤による処理;副プロット:系)。
A field experiment was carried out in Venedo Turto and planting was carried out on 1 December 2010. The herbicide was sprayed 20 days after germination (stage V6). All treatments were compared to their corresponding untreated controls. The experimental design consisted of plots divided into 3 replicates (main plot: treatment with herbicide; secondary plot: system).

噴霧の10日後、全ての植物を、空中組織における乾燥物量(DM)についてアッセイ
した。除草剤応答を、対応する未処理対照の空中組織におけるDMパーセンテージとして
評価した。
Ten days after spraying, all plants were assayed for dry matter (DM) in aerial tissue. Herbicide response was assessed as the DM percentage in the corresponding untreated control aerial tissue.

かくして、それぞれの施用率jに関する除草剤iに対して感受性である系を、
DMij%対照=(DMij*100)/DM対照
として表した。DMij%対照は、それぞれの系に由来するそれぞれの処理に関する3回
の実験の平均値である。
Thus, a system that is sensitive to herbicide i for each application rate j,
DM ij % control = (DM ij * 100) / expressed as DM control. The DM ij % control is the average of 3 experiments for each treatment from each system.

[アセトヒドロキシ酸合成酵素活性を有し、イミダゾリノン耐性である本発明の突然変異
ポリペプチドをコードするソルガムAHAS遺伝子の配列決定]
ADV−IMI−R突然変異体(VT11−11331−BK選択)および野生型エン
ドガミック系80237に由来する葉組織に関して配列決定試験を行った。ゲノムDNA
を単離し、100ng/μlの最終濃度で水中に再懸濁した。ADV−IMI−R突然変
異体およびソルガム系80237に由来するアセトヒドロキシ酸合成酵素(AHAS)遺
伝子の配列決定のために、受託番号GM663363.1の下でGenBankに開示さ
れたソルガムAHAS配列に基づいて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅のた
めの特異的プライマーを設計した。完全なAHASコード配列を表す5つの重複するDN
Aセグメント(アンプリコン)を生成するためにプライマーを設計した。設計されたプラ
イマーの配列は以下の通りである。
[Sequencing of the sorghum AHAS gene encoding the mutant polypeptide of the present invention having acetohydroxy acid synthase activity and resistance to imidazolinone]
Sequencing studies were performed on leaf tissue derived from the ADV-IMI-R mutant (VT11-11331-BK selection) and the wild type endogomic line 80237. Genomic DNA
Was isolated and resuspended in water at a final concentration of 100 ng / μl. For sequencing of the acetohydroxy acid synthase (AHAS) gene from ADV-IMI-R mutant and sorghum line 80237, based on the sorghum AHAS sequence disclosed in GenBank under the accession number GM6633363.1 Specific primers for amplification by polymerase chain reaction (PCR) were designed. 5 overlapping DNs representing the complete AHAS coding sequence
Primers were designed to generate the A segment (amplicon). The designed primer sequences are as follows.

Figure 2019141045
Figure 2019141045

PCR混合物は25μlの最終容量および以下の成分:1X反応バッファー(Invi
trogen)、0.2mM dNTP(GE Healthcare)、2.5mM
MgCl(Invitrogen)、0.2μMの各プライマー、0.5μl Pla
tinum Taq(5U/μl)(Invitrogen)および100ngのゲノム
DNAを有していた。PCR反応を、GeneAmp PCR System 9700
サーモサイクラー(Perkin−Elmer)中で実施し、増幅条件は以下の通りであ
った:94℃で1分間の初期変性、次いで、94℃で45秒間、57℃で45秒間、およ
び72℃で70秒間の35サイクルのステップ、ならびに72℃で10分間の最終伸長ス
テップ。
The PCR mix was in a final volume of 25 μl and the following components: 1 × reaction buffer (Invi
trogen), 0.2 mM dNTP (GE Healthcare), 2.5 mM
MgCl 2 (Invitrogen), 0.2 μM of each primer, 0.5 μl Pla
It had tinum Taq (5 U / μl) (Invitrogen) and 100 ng genomic DNA. PCR reaction was performed using GeneAmp PCR System 9700.
Performed in a thermocycler (Perkin-Elmer), amplification conditions were as follows: initial denaturation at 94 ° C for 1 minute, then 94 ° C for 45 seconds, 57 ° C for 45 seconds, and 72 ° C for 70 minutes. 35 cycle steps per second, as well as a final extension step at 72 ° C. for 10 minutes.

両方ともADV−IMI−R産物ならびに元のソルガム系80237に関するSbAH
AS−F1およびSbAHAS−R1OLD1−R2プライマーを用いた場合、増幅産物
は得られなかった。
Both are ADV-IMI-R products as well as SbAH for the original sorghum line 80237
No amplification product was obtained when AS-F1 and SbAHAS-R1OLD1-R2 primers were used.

この問題を克服するために、2つの新しいプライマーを設計して、第6のアンプリコン
を生成した:
To overcome this problem, two new primers were designed to generate a sixth amplicon:

Figure 2019141045
Figure 2019141045

上記のものと同じPCR条件を用いて、第6のアンプリコンを得た。   A sixth amplicon was obtained using the same PCR conditions as above.

PCRによる増幅の結果生じる2μlの各DNA産物をアガロースゲル電気泳動により
検査して、分子量マーカーLow DNA Mass Ladder(Invitrog
en)を参照して断片サイズおよびDNA濃度見積もり値を分析した。残りのPCR産物
を、Wizard(登録商標)SVゲル(Promega)およびPCR Clean−
Up System(Promega)を用いて精製した。精製されたDNAを、Big
Dye(登録商標)Terminator v3.1 Cycle Sequencin
g System(Applied Biosystems)を製造業者の説明書に従っ
て用いて配列決定した。
2 μl of each DNA product resulting from amplification by PCR was examined by agarose gel electrophoresis, and the molecular weight marker Low DNA Mass Ladder (Invitrolog
en) and fragment size and DNA concentration estimates were analyzed. The remaining PCR products were purified from Wizard® SV gel (Promega) and PCR Clean-
Purification using Up System (Promega). Purified DNA is converted to Big
Dye (registered trademark) Terminator v3.1 Cycle Sequencin
Sequenced using g System (Applied Biosystems) according to manufacturer's instructions.

各アンプリコンに関して得られたアセトヒドロキシ酸合成酵素の配列決定ファイルを、
CAP3 Sequence Assembly Program(http://pb
il.univ−lyon1.fr/cap3.php)を用いて整理した。アセトヒド
ロキシ酸合成酵素遺伝子の得られるDNA配列を、Clustal Wバージョン2.1
プログラム(http://www.clustal.org)を用いて整列させた。
A sequencing file of acetohydroxy acid synthase obtained for each amplicon
CAP3 Sequence Assembly Program (http: // pb
il. univ-lyon1. fr / cap3. php). The resulting DNA sequence of the acetohydroxy acid synthase gene is designated as Clustal W version 2.1.
Alignment was performed using the program (http://www.clustal.org).

[イマゼタピル感受性系と、耐性ADV−IMI−R突然変異体とを交配させることによ
り生成された分離F2ソルガム集団におけるイマゼタピル耐性の継承]
ソルガム系90523(Advanta所有エリート系、イミダゾリノンに感受性)と
、イミダゾリノン耐性ADV−IMI−R突然変異体(VT09−9754−48−6−
BK選択)との間で標的化交配を実行した。得られるF1植物を自家授粉させ、F2種子
を収穫した。F2種子を、2010年10月にVenado Tuertoの畑に植えた
。F2植物(177個の植物)に、3xの施用率で(商業的使用のために製造業者により
推奨される施用率は1Xであり、これは100ml a.i./haと等しい)、イマゼ
タピル(Pivot(登録商標)、BASF)を噴霧した。噴霧の前に、ADV−IMI
−R突然変異体(VT09−9754−48−6−BK選択)と野生型系90523の両
方に由来する177個のF2植物のそれぞれから葉組織を採取して、ゲノムDNAを単離
し、遺伝子型決定分析における使用のために最終濃度100ng/μlで水に再懸濁した
[Inheritance of Imazetapil Resistance in an Isolated F2 Sorghum Population Generated by Crossing an Imazetapill Sensitive System with a Resistant ADV-IMI-R Mutant]
Sorghum 90523 (Advanta's own elite system, sensitive to imidazolinone) and imidazolinone resistant ADV-IMI-R mutant (VT09-9754-48-6)
Targeted mating was performed with (BK selection). The resulting F1 plant was self-pollinated and the F2 seed was harvested. F2 seeds were planted in the field of Venado Turerto in October 2010. F2 plants (177 plants) with an application rate of 3x (application rate recommended by the manufacturer for commercial use is 1X, which is equal to 100 ml ai / ha), imazetapill ( Pivot (R), BASF). Before spraying, ADV-IMI
Leaf tissue was collected from each of 177 F2 plants derived from both the -R mutant (VT09-9754-48-6-BK selection) and the wild-type line 90523 to isolate genomic DNA and genotype Resuspended in water at a final concentration of 100 ng / μl for use in decision analysis.

除草剤を、発芽の20日後に噴霧した(段階V6)。植物を噴霧の10日後に評価し、
以下の表現型スコアリングに従って視覚的に評価された症状により除草効果を3つのカテ
ゴリーに分類した:
−1=損傷なし
−2=萎黄病
−3=枯死。
The herbicide was sprayed 20 days after germination (stage V6). The plants are evaluated 10 days after spraying,
The herbicidal effects were classified into three categories according to the symptoms assessed visually according to the following phenotypic scoring:
−1 = no damage −2 = yellowing -3 = dead

[SNP−SbAHASに特異的なDNAマーカーの開発]
ヌクレオチド位置+277(コドン93)のヌクレオチドGをAにより置きかえるAH
AS遺伝子中の単一の点突然変異は、誘導されたADV−IMI−R突然変異体から元の
エンドガミックソルガム系80237(除草剤感受性)を識別する。下記群の二重標識さ
れたプライマーおよびプローブを用いて、分子マーカー(本明細書ではSNP−SbAH
ASと命名される)を設計した:
[Development of DNA marker specific for SNP-SbAHAS]
AH replacing nucleotide G at nucleotide position +277 (codon 93) with A
A single point mutation in the AS gene distinguishes the original endogomic sorghum line 80237 (herbicide sensitivity) from the induced ADV-IMI-R mutant. Using the following group of double-labeled primers and probes, molecular markers (herein SNP-SbAH
Designed AS):

Figure 2019141045
Figure 2019141045

AB 7500サーモサイクラー(Applied Biosystems、Fost
er City、CA、US)を用いるリアルタイムPCR対立遺伝子識別アッセイによ
り、遺伝子型決定を行った。PCR反応混合物を、12.5μlの2X Perfect
a(登録商標)qPCR Supermix(Quanta Biosciences、
Gaithersburg、MD、US)、0.08μMのプライマー(フォワードおよ
びリバース)、0.4μMのプローブ(1および2)、10μlのゲノムDNAならびに
最終容量を作るためのDNase非含有水を含む25μlの最終容量で調製した。増幅条
件は、95℃で10minの1回の初期変性サイクル、次いで、92℃で15秒間の変性
および60℃で1minのハイブリダイゼーション/伸長の50サイクルであった。対立
遺伝子識別アッセイの結果を、AB Sequence Detection Syst
em(SDS)7500 1.4ソフトウェアプログラム(Applied Biosy
stems、Foster City、CA、US)を用いて増幅後に分析した。
AB 7500 Thermocycler (Applied Biosystems, Fost
er City, CA, US) was performed by real-time PCR allele discrimination assay. 12.5 μl of 2X Perfect
a® qPCR Supermix (Quanta Biosciences,
Gaithersburg, MD, US), 0.08 μM primers (forward and reverse), 0.4 μM probes (1 and 2), 10 μl genomic DNA and 25 μl final volume containing DNase-free water to make the final volume It was prepared with. Amplification conditions were one initial denaturation cycle at 95 ° C. for 10 min followed by 50 cycles of denaturation at 92 ° C. for 15 seconds and hybridization / extension at 60 ° C. for 1 min. The results of the allele discrimination assay are expressed as AB Sequence Detection System.
em (SDS) 7500 1.4 software program (Applied Biosy)
analysis after amplification using stems, Foster City, CA, US).

[除草剤耐性とADV−IMI−R突然変異体中のAHAS突然変異との相関]
ADV−IMI−Rx90523交配により得られた個々のF2子孫植物を、イマゼタ
ピルを用いる噴霧(実施例4に記載の方法を用いる)後に表現型分類(損傷なし、萎黄病
および枯死)した後、AHAS中の誘導された突然変異に特異的である分子マーカーSN
P−SbAHASを用いて(実施例5に記載の方法を用いる)遺伝子型分類した。
[Correlation between herbicide tolerance and AHAS mutation in ADV-IMI-R mutant]
Individual F2 progeny plants obtained by crossing ADV-IMI-Rx90523 were phenotyped (no damage, yellowing and death) after nebulization with imazetapil (using the method described in Example 4) and then in AHAS Molecular marker SN specific for the induced mutation of
Genotyping was performed using P-SbAHAS (using the method described in Example 5).

[除草剤耐性および特異的SNP−SbAHASマーカーの遺伝子マッピング]
除草剤耐性および特異的SNP−SbAHASマーカーを遺伝子マッピングした。Ge
nbank(受託番号GM663363.1)に開示されたソルガムAHAS配列に基づ
いて、BLAST分析を実行して、それをPhytozomeデータベース(http:
//www.phytozome.net/search.php)に寄託されたSor
ghum bicolorのゲノムDNA配列と一致させた。
[Gene mapping of herbicide tolerance and specific SNP-SbAHAS markers]
Herbicide tolerance and specific SNP-SbAHAS markers were gene mapped. Ge
Based on the sorghum AHAS sequence disclosed in nbank (Accession No. GM6633363.1), a BLAST analysis was performed, which was performed on the Phytosome database (http:
// www. phytosome. net / search. Sor deposited at php)
Matched to the genomic DNA sequence of ghum bicolor.

突然変異ADV−IMI−R系およびエンドガミック系90253の遺伝子型決定(フ
ィンガープリンティング)を、SSR型分子マーカー群を用いて実行した。Sorghu
m bicolorゲノムの染色体4に位置する7個の多型SSRを、遺伝子型決定のた
めに選択した(Mace、ESら、A consensus genetic map
of sorghum that integrates multiple comp
onent maps and high−throughput Diversity
Array Technology(DArT) markers、BMC Plan
t Biology、2009、9:13頁;Srinivas、Gら、Explora
tion and mapping of microsatellite marke
rs from subtracted drought stress ESTs i
n Sorghum bicolor(L.)、Moench.Theor.Appl.
Genet.2009、118:703〜717頁;Ramu、Pら、In silic
o mapping of important genes and markers
available in the public domain for effi
cient sorghum breeding、Mol Breeding 2010
、26:409〜418頁;http://www.lbk.ars.usda.gov
/psgd/sorghum/2009SorghumSEAMs_LBKARS.xl
s)。
The genotyping (fingerprinting) of the mutant ADV-IMI-R system and the endogomic system 90253 was performed using a group of SSR type molecular markers. Sorghu
Seven polymorphic SSRs located on chromosome 4 of the m biocolor genome were selected for genotyping (Mace, ES et al. A consensus genetic map).
of sorghum that integrates multiple comp
onent maps and high-throughput Diversity
Array Technology (DArT) markers, BMC Plan
t Biology, 2009, 9:13; Srinivas, G et al., Explora
tion and mapping of microsatellite marke
rs from subtracted drought stress ESTs i
n Sorghum bicolor (L.), Moench. Theor. Appl.
Genet. 2009, 118: 703-717; Ramu, P et al., In silic.
o mapping of important genes and markers
available in the public domain for effi
cent sorghum breeding, Mol Breeding 2010
26: 409-418; http: // www. lbk. ars. usda. gov
/ Psgd / sorghum / 2009SorghumSEAMs_LBKARS. xl
s).

7つの選択された多型SSRは以下の通りであった。   The seven selected polymorphic SSRs were as follows:

Figure 2019141045
Figure 2019141045

試験したSSRのそれぞれに由来する得られるPCR断片を、自動化配列決定装置AB
I3130x1(Applied Biosystems)を用いるキャピラリー電気泳
動により分解した。これらの7個のSSRの遺伝子型決定を、ADV−IMI−Rx90
523交配から得られるF2子孫の177個の個体において行った。さらに、これらの同
じ177個のF2子孫植物を、AHAS遺伝子中の導入された突然変異に特異的なSNP
−SbAHASマーカーの存在に関して分析した。結果を、F2子孫植物に関するイマゼ
タピルの施用時の表現型評定に従って分類し、コンピュータプログラムJoinMap(
Van Ooijen、JWおよびVoorips、RE、JoinMap 3.0 S
oftware for the calculation of genetic l
inkage maps、Plant Research International
、2001、Wageningen、The Netherlands)を用いて分析し
た。
The resulting PCR fragments derived from each of the tested SSRs were converted into automated sequencing equipment AB
Resolved by capillary electrophoresis using I3130x1 (Applied Biosystems). These seven SSRs were genotyped by ADV-IMI-Rx90.
This was done in 177 individuals of F2 progeny obtained from 523 crosses. In addition, these same 177 F2 progeny plants were identified as SNPs specific for the introduced mutation in the AHAS gene.
-Analyzed for the presence of SbAHAS markers. The results were categorized according to the phenotypic rating at the time of imazetapill application for F2 progeny plants and the computer program JoinMap (
Van Ooijen, JW and Voorips, RE, JoinMap 3.0 S
ofware for the calculation of genetic l
Inkage maps, Plant Research International
2001, Wageningen, The Netherlands).

Figure 2019141045
Figure 2019141045

Claims (60)

ソルガムAHASタンパク質のラージサブユニットの位置93にアラニンからトレオニ
ンへの置換を有するポリペプチドをコードする、少なくとも1つのポリヌクレオチドをゲ
ノム中に含むソルガム植物であって、野生型ソルガム植物と比較して1つまたは複数の除
草剤に対する耐性が増大した上記植物。
A sorghum plant comprising at least one polynucleotide in the genome encoding a polypeptide having an alanine to threonine substitution at position 93 of the large subunit of the sorghum AHAS protein, wherein the sorghum plant comprises at least one polynucleotide compared to a wild type sorghum plant. Such a plant having increased resistance to one or more herbicides.
前記除草剤が、イミダゾリノンおよびスルホニルウレアからなる群から選択される、請
求項1に記載のソルガム植物。
The sorghum plant of claim 1, wherein the herbicide is selected from the group consisting of imidazolinones and sulfonylureas.
前記イミダゾリノン除草剤が、イマゼタピル、イマザピル、およびイマザピックからな
る群から選択される、請求項2に記載のソルガム植物。
The sorghum plant according to claim 2, wherein the imidazolinone herbicide is selected from the group consisting of imazetapill, imazapill, and imazapic.
少なくとも1つのポリヌクレオチドが、配列番号1を含む、請求項1に記載のソルガム
植物。
The sorghum plant of claim 1, wherein the at least one polynucleotide comprises SEQ ID NO: 1.
コードされる前記ポリペプチドが配列番号2を含む、請求項1に記載のソルガム植物。   The sorghum plant of claim 1, wherein the encoded polypeptide comprises SEQ ID NO: 2. NCIMB41870に記載のAHAS遺伝子中に突然変異を含む、請求項1に記載の
ソルガム植物。
The sorghum plant according to claim 1, comprising a mutation in the AHAS gene according to NCIMB41870.
前記ソルガム植物が、NCIMB41870について記載された耐性と同様なイミダゾ
リノン群の1つまたは複数の除草剤に対する増大した耐性形質を含む、請求項1に記載の
ソルガム植物。
The sorghum plant of claim 1, wherein the sorghum plant comprises an increased resistance trait to one or more herbicides of the imidazolinone group similar to the resistance described for NCIMB41870.
1つまたは複数の除草剤に対する耐性が増大した前記ソルガム植物が、別のソルガム植
物への遺伝子移入により耐性形質を導入するのに有用である、請求項6または7に記載の
ソルガム植物。
8. A sorghum plant according to claim 6 or 7, wherein the sorghum plant having increased resistance to one or more herbicides is useful for introducing a resistance trait by introgression into another sorghum plant.
前記植物がトランスジェニックである、請求項1に記載のソルガム植物。   The sorghum plant according to claim 1, wherein the plant is transgenic. 前記植物が非トランスジェニックである、請求項1に記載のソルガム植物。   The sorghum plant of claim 1, wherein the plant is non-transgenic. 前記ソルガム植物が、NCIMB41870などの植物、NCIMB41870植物の
子孫、NCIMB41870突然変異植物およびNCIMB41870突然変異体の子孫
からなる群から選択される、NCIMB41870の耐性形質を含む除草剤耐性ソルガム
植物。
A herbicide-tolerant sorghum plant comprising a resistance trait of NCIMB41870, wherein the sorghum plant is selected from the group consisting of a plant such as NCIMB41870, a progeny of NCIMB41870 plant, a NCIMB41870 mutant plant and a NCIMB41870 mutant progeny.
前記除草剤がイミダゾリノン群に属する、請求項11に記載のソルガム植物。   The sorghum plant according to claim 11, wherein the herbicide belongs to the imidazolinone group. 前記植物がトランスジェニックである、請求項11に記載のソルガム植物。   12. A sorghum plant according to claim 11, wherein the plant is transgenic. 前記植物が非トランスジェニックである、請求項11に記載のソルガム植物。   12. A sorghum plant according to claim 11, wherein the plant is non-transgenic. ソルガムAHASタンパク質のラージサブユニットの位置93にアラニンからトレオニ
ンへの置換を有するポリペプチドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドをゲノ
ム中に含むソルガム種子。
A sorghum seed comprising in the genome at least one polynucleotide encoding a polypeptide having an alanine to threonine substitution at position 93 of the large subunit of the sorghum AHAS protein.
前記種子が野生型ソルガム植物と比較してイミダゾリノン群中の1つまたは複数の除草
剤に対する耐性が増大した植物を生成する、請求項15に記載の種子。
16. The seed of claim 15, wherein the seed produces a plant with increased tolerance to one or more herbicides in the imidazolinone group as compared to a wild type sorghum plant.
前記種子が寄託された種子NCIMB41870に示されるAHAS遺伝子中に突然変
異を含む、請求項15に記載の種子。
16. The seed of claim 15, wherein the seed comprises a mutation in the AHAS gene shown in deposited seed NCIMB 41870.
請求項1から10のいずれか1項に記載の植物の種子。   The seed of the plant of any one of Claim 1 to 10. 請求項11から14のいずれか1項に記載の植物の種子。   The seed of the plant according to any one of claims 11 to 14. a)ソルガム植物に由来する核酸試料を準備するステップと、
b)ソルガム植物に由来する前記核酸試料中に存在するAHAS遺伝子に対応する領域
を増幅する工程と、
c)イミダゾリノン群に由来する除草剤に対する耐性を付与する突然変異である、増幅
された核酸試料中の少なくとも1個の前記突然変異の存在に基づいて除草剤耐性植物を同
定するステップと
を含む、除草剤耐性植物を同定するための方法。
a) preparing a nucleic acid sample derived from a sorghum plant;
b) amplifying a region corresponding to the AHAS gene present in the nucleic acid sample derived from the sorghum plant;
c) identifying herbicide-tolerant plants based on the presence of at least one said mutation in the amplified nucleic acid sample that is a mutation that confers resistance to herbicides from the imidazolinone group. A method for identifying herbicide-tolerant plants.
前記核酸試料がMCIMB41870に存在する突然変異などの少なくとも1個の突然
変異を含む、請求項20に記載の方法。
21. The method of claim 20, wherein the nucleic acid sample comprises at least one mutation, such as a mutation present in MCIMB 41870.
前記少なくとも1個の突然変異がコードされたポリペプチド中にAla93Thr置換
を含み、前記ポリペプチドがアセトヒドロキシ酸合成酵素活性を有する、請求項20に記
載の方法。
21. The method of claim 20, wherein the at least one mutation comprises an Ala93Thr substitution in the encoded polypeptide, and the polypeptide has acetohydroxy acid synthase activity.
前記核酸試料が配列番号1を含む、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the nucleic acid sample comprises SEQ ID NO: 1. 前記ポリペプチドが配列番号2を含む、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the polypeptide comprises SEQ ID NO: 2. 前記植物が単子葉植物である、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 前記植物が双子葉植物である、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the plant is a dicotyledonous plant. 前記植物がトランスジェニック植物である、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the plant is a transgenic plant. 前記植物が非トランスジェニック植物である、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the plant is a non-transgenic plant. 前記除草剤がイミダゾリノンおよびスルホニルウレアの群から選択される、請求項20
に記載の方法。
21. The herbicide is selected from the group of imidazolinones and sulfonylureas.
The method described in 1.
イミダゾリノン群またはスルホニルウレア群中の、有効量の除草剤を雑草および作物植
物に施用するステップを含む、作物植物のごく近くにある雑草を防除する方法。
A method for controlling weeds in close proximity to a crop plant, comprising applying an effective amount of a herbicide in the imidazolinone group or sulfonylurea group to the weeds and crop plants.
前記イミダゾリノン除草剤が、イマゼタピル、イマザピック、およびイマザピルからな
る群から選択される、請求項30に記載の方法。
32. The method of claim 30, wherein the imidazolinone herbicide is selected from the group consisting of imazetapill, imazapic, and imazapill.
前記作物植物が、
a)ソルガムAHASタンパク質の位置93にアラニンからトレオニンへの置換を有す
るポリペプチドをコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドをそのゲノム中に含むソ
ルガム植物であって、野生型ソルガム植物と比較してイミダゾリノンまたはスルホニルウ
レアの群中の1つまたは複数の除草剤に対する耐性が増大した前記植物、
b)NCIMB41870中などのAHAS遺伝子中に突然変異を含むソルガム植物、
c)NCIMB41870により示される耐性などの、イミダゾリノンまたはスルホニ
ルウレアの群中の1つまたは複数の除草剤に対する増大した耐性形質を含むソルガム植物

d)ソルガム植物a)〜c)の植物、子孫、誘導体または突然変異体
からなる群から選択される、請求項30に記載の方法。
The crop plant is
a) a sorghum plant comprising in its genome at least one polynucleotide encoding a polypeptide having an alanine to threonine substitution at position 93 of the sorghum AHAS protein, wherein imidazolinone or Said plant having increased resistance to one or more herbicides in the group of sulfonylureas,
b) a sorghum plant comprising a mutation in the AHAS gene, such as in NCIMB 41870,
c) a sorghum plant comprising an increased resistance trait to one or more herbicides in the group of imidazolinones or sulfonylureas, such as the resistance exhibited by NCIMB 41870,
31. The method of claim 30, wherein d) is selected from the group consisting of plants, progeny, derivatives or mutants of sorghum plants a) to c).
a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列、
b)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
c)配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有し、除草剤
耐性AHAS活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
d)配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有し、
AHASのラージサブユニットを含み、除草剤耐性AHAS活性を示すポリペプチドをコ
ードするヌクレオチド配列、
e)ヌクレオチド配列a)〜(d)の1つと完全に相補的なヌクレオチド配列
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド。
a) the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1,
b) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2,
c) a nucleotide sequence encoding a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having herbicide-tolerant AHAS activity;
d) having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
A nucleotide sequence encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
e) a polynucleotide comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of nucleotide sequences perfectly complementary to one of the nucleotide sequences a) to (d).
前記ポリヌクレオチドがAHASのラージサブユニット中にAla93Thr置換を含
むポリペプチドをコードする、請求項33に記載のポリヌクレオチド。
34. The polynucleotide of claim 33, wherein the polynucleotide encodes a polypeptide comprising an Ala93Thr substitution in the large subunit of AHAS.
発現カセットに作動可能に連結された請求項33に記載のヌクレオチド配列を含む、発
現カセット。
34. An expression cassette comprising the nucleotide sequence of claim 33 operably linked to an expression cassette.
前記ポリヌクレオチドの発現を誘導する少なくとも1個のプロモーターをさらに含む、
請求項35に記載の発現カセット。
Further comprising at least one promoter that directs expression of the polynucleotide;
36. The expression cassette of claim 35.
前記プロモーターが植物、細菌、真菌、動物細胞および原生動物中での発現のためのプ
ロモーターを含む群から選択される、請求項36に記載の発現カセット。
37. An expression cassette according to claim 36, wherein the promoter is selected from the group comprising promoters for expression in plants, bacteria, fungi, animal cells and protozoa.
請求項35に記載の発現カセットで形質転換された細胞。   36. A cell transformed with the expression cassette of claim 35. 前記細胞が細菌、真菌、酵母、植物細胞、および動物細胞からなる群から選択される、
請求項38に記載の細胞。
The cells are selected from the group consisting of bacteria, fungi, yeast, plant cells, and animal cells;
40. The cell of claim 38.
a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列、
b)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
c)配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有し、除草剤
耐性AHAS活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
d)配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有し、
AHASのラージサブユニットを含み、除草剤耐性AHAS活性を示すポリペプチドをコ
ードするヌクレオチド配列、
e)ヌクレオチド配列a)〜(d)の1つと完全に相補的なヌクレオチド配列
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドを有し、選択可能な
遺伝子、前記ヌクレオチド配列の発現を誘導することができるヌクレオチド配列に作動可
能に連結された少なくとも1個のプロモーターをさらに含む、形質転換ベクター。
a) the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1,
b) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2,
c) a nucleotide sequence encoding a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having herbicide-tolerant AHAS activity;
d) having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
A nucleotide sequence encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
e) having a polynucleotide comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of nucleotide sequences perfectly complementary to one of the nucleotide sequences a) to (d), wherein the selectable gene induces expression of said nucleotide sequence A transformation vector further comprising at least one promoter operably linked to a nucleotide sequence capable of.
細菌、真菌、酵母、植物細胞および動物細胞を含む群から選択される細胞を形質転換す
るための、請求項40に記載のベクターの使用。
41. Use of a vector according to claim 40 for transforming a cell selected from the group comprising bacteria, fungi, yeast, plant cells and animal cells.
a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列、
b)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
c)配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有し、除草剤
耐性AHAS活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
d)配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有し、
AHASのラージサブユニットを含み、除草剤耐性AHAS活性を示すポリペプチドをコ
ードするヌクレオチド配列、
e)ヌクレオチド配列a)〜(d)の1つと完全に相補的なヌクレオチド配列
を含む群から選択されるポリヌクレオチドに作動可能に連結された、植物のゲノム中に組
込まれた少なくとも1個のプロモーターを含み、ベクターが選択可能な遺伝子、前記ヌク
レオチド配列の発現を誘導することができるヌクレオチド配列に作動可能に連結された少
なくとも1個のプロモーターをさらに含む、形質転換された植物。
a) the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1,
b) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2,
c) a nucleotide sequence encoding a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having herbicide-tolerant AHAS activity;
d) having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
A nucleotide sequence encoding a polypeptide comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity;
e) at least one promoter integrated in the genome of the plant operably linked to a polynucleotide selected from the group comprising a nucleotide sequence perfectly complementary to one of the nucleotide sequences a) to (d) A transformed plant, wherein the vector further comprises a selectable gene, at least one promoter operably linked to a nucleotide sequence capable of inducing expression of said nucleotide sequence.
前記プロモーターが組織特異的プロモーターおよび葉緑体特異的プロモーターからなる
群から選択される、請求項42に記載の植物。
43. The plant of claim 42, wherein the promoter is selected from the group consisting of a tissue specific promoter and a chloroplast specific promoter.
前記植物が単子葉植物である、請求項42に記載の植物。   43. The plant of claim 42, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 前記植物が双子葉植物である、請求項42に記載の植物。   43. The plant of claim 42, wherein the plant is a dicotyledonous plant. 前記植物がソルガム、トウモロコシ、コメ、およびコムギからなる群から選択される、
請求項44に記載の植物。
The plant is selected from the group consisting of sorghum, corn, rice, and wheat;
45. A plant according to claim 44.
前記植物がダイズおよびアブラナからなる群から選択される、請求項45に記載の植物
46. The plant of claim 45, wherein the plant is selected from the group consisting of soybean and rape.
前記植物が非形質転換植物と比較して増大した除草剤耐性を含む、請求項42に記載の
植物。
43. The plant of claim 42, wherein the plant comprises increased herbicide tolerance compared to a non-transformed plant.
前記除草剤がイミダゾリノンおよびスルホニルウレアからなる群から選択される、請求
項42に記載の植物。
43. The plant of claim 42, wherein the herbicide is selected from the group consisting of imidazolinones and sulfonylureas.
i)a)配列番号1に記載のヌクレオチド配列、
b)配列番号2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
c)配列番号2のアミノ酸配列に対する少なくとも95%の配列同一性を有し、除草
剤耐性AHAS活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
d)配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対する少なくとも85%の同一性を有し
、AHASのラージサブユニットを含み、除草剤耐性AHAS活性を示すポリペプチドを
コードするヌクレオチド配列、および
e)ヌクレオチド配列a)〜d)の1つと完全に相補的なヌクレオチド配列
の群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドを含む発現カセットまた
はベクターであって、前記発現カセットが前記ポリヌクレオチドに作動可能に連結された
少なくとも1個のプロモーターをさらに含み、前記プロモーターが前記ポリヌクレオチド
の発現を誘導する、上記発現カセットまたはベクターを用いて植物細胞を形質転換するス
テップと、
ii)前記植物細胞を再生して、除草剤耐性植物を取得するステップと
を含む、除草剤耐性植物または除草剤耐性が増大した植物を取得するための方法。
i) a) the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1
b) a nucleotide sequence encoding the polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2,
c) a nucleotide sequence encoding a polypeptide having at least 95% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having herbicide-tolerant AHAS activity;
d) a nucleotide sequence encoding a polypeptide having at least 85% identity to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, comprising a large subunit of AHAS and exhibiting herbicide-tolerant AHAS activity; and e) nucleotide sequence a ) -D), an expression cassette or vector comprising a polynucleotide having a nucleotide sequence selected from the group of nucleotide sequences perfectly complementary to one of said expression cassettes, said expression cassette being operably linked to said polynucleotide Transforming a plant cell with the expression cassette or vector further comprising at least one promoter, wherein the promoter induces expression of the polynucleotide;
ii) regenerating said plant cells to obtain herbicide resistant plants, a method for obtaining herbicide resistant plants or plants with increased herbicide tolerance.
前記プロモーターが植物組織特異的プロモーターを含む、請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the promoter comprises a plant tissue specific promoter. 前記プロモーターが葉緑体特異的プロモーターを含む、請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the promoter comprises a chloroplast specific promoter. 前記除草剤がイミダゾリノンおよびスルホニルウレアからなる群から選択される、請求
項50に記載の方法。
51. The method of claim 50, wherein the herbicide is selected from the group consisting of imidazolinones and sulfonylureas.
前記イミダゾリノン除草剤がイマゼタピル、イマザピック、およびイマザピルを含む群
から選択される、請求項53に記載の方法。
54. The method of claim 53, wherein the imidazolinone herbicide is selected from the group comprising imazetapill, imazapic, and imazapill.
前記植物が単子葉植物である、請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 前記植物が双子葉植物である、請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the plant is a dicotyledonous plant. 前記植物がソルガム、トウモロコシ、コメおよびコムギからなる群から選択される、請
求項55に記載の方法。
56. The method of claim 55, wherein the plant is selected from the group consisting of sorghum, corn, rice and wheat.
前記植物がダイズおよびアブラナからなる群から選択される、請求項56に記載の方法
57. The method of claim 56, wherein the plant is selected from the group consisting of soybean and rape.
前記植物が非形質転換植物と比較して増大した除草剤耐性を含む、請求項50に記載の
方法。
51. The method of claim 50, wherein the plant comprises increased herbicide tolerance compared to a non-transformed plant.
前記植物がAHASのラージサブユニットを含み、除草剤耐性AHAS活性を示す、請
求項50に記載の方法。
51. The method of claim 50, wherein the plant comprises a large subunit of AHAS and exhibits herbicide-tolerant AHAS activity.
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