转基因玉米事件mon87427和相对发育尺度的制作方法_3

文档序号:9252961阅读:来源:国知局
此处所用的"商业产品"是指由源自MON 87427植物、种子、植物细胞或植物部分的材料组成的任何组合物或产品。商业产品可以是 活的或非存活的。非存活的商业产品包括但不限于非存活的种子和谷粒;加工的种子、种 子部分和植物部分;脱水的植物组织、冷冻的植物组织和加工的植物组织;被加工用于陆 地的和/或水生动物消耗的动物饲料的种子和植物部分,油、膳食、面粉、薄片、糠、纤维、牛 奶、奶酪、纸、奶油、酒和其它任何供人类消耗的食物;以及生物质和燃料产品。活的商业产 品包括但不限于种子和植物细胞。因此转基因玉米事件MON87427可用于生产通常是由玉 米获得的任何商业产品。源自MON87427的商业产品可包含可检测量的对应于M0N87427 的特异且独特的DNA,可特异性地包含可检测量的具有至少一条如SEQIDNO:1-10所提供 的序列的核酸分子。在源自、构成为、组成为或包含玉米植物、玉米种子、玉米植物细胞或玉 米植物部分的商业产品的样品中检测一种或多种这些序列可决定和测定在这种商业样品 中源自玉米事件M0N87427的生物材料的存在,这种核酸分子的检测可用于确定商业产品 的含量和/或来源。可使用核酸分子的任何标准检测方法,包括此处公开的检测方法。
[0152] 因此本发明的植物、后代、种子、植物细胞、植物部分和商业产品可用于例如出于 农业目的为了产生MON87427种子和/或植物部分而使植物生长,出于植物育种和研宄目 的而产生MON87427的后代,出于工业和研宄应用而使用微生物技术和销售给消费者。
[0153] 本发明提供了用草甘膦除草剂和MON87427控制杂草的方法。提供了在田间控制 杂草的方法,包括将MON87427变种或杂种植物种植于田间,为了不伤害MON87427植物的 同时控制田间杂草而将除草有效剂量的草甘膦应用于田间。这种草甘膦除草剂的应用可在 萌芽前,即在MON87427种子种植后且MON87427植物萌芽前的任何时间,或萌芽后,即在 MON87427植物萌芽后的任何时间。田间使用的用于控制杂草的除草有效剂量的草甘膦的 范围为一个生长季节每英亩约0.1镑至每英亩4镑草甘膦。草甘膦的多种应用可用于,在 一个生长季节中,两种应用(如种植前应用和萌芽后应用或萌芽前应用和萌芽后应用)或 三种应用(如种植前应用、萌芽前应用和萌芽后应用)。
[0154] 提供了产生除草剂耐受的转基因玉米事件MON87427植物的方法。这些方法产生 的后代可以是变种或杂种植物;可由MON87427植物产生的种子和/或与用MON87427植 物的花粉受精的植物产生的种子生长而成;可对于该转基因而言可以是纯合的或杂合的。 后代可随之为自花授粉或异花授粉的。
[0155] 可通过将包含具有至少一种选自SEQIDNO:1-10的序列的核酸分子的MON 87427植物与另一种玉米植物进行有性杂交、然后产生种子、随后收集并生长为后代植物而 产生耐受草甘膦除草剂应用的玉米植物。然后用草甘膦除草剂处理这些后代并可筛选出对 草甘膦除草剂耐受的后代。另外,可以用诊断方法分析这些后代植物以筛选包含MON87427 DNA的后代植物。
[0156] 在实施本发明的方法时,可通过人类干预而完成或帮助一种植物与另一种植物有 性杂交的步骤,即异花授粉,例如:通过手工收集一种植物的花粉并将该花粉与第二种植物 的花柱或柱头接触,然后任选地阻止受精植物的进一步受精;通过人手和/或行为去除(例 如通过去雄)、破坏(例如通过应用化学试剂)或覆盖植物的雄蕊或花药以便防止自然的 自花传粉以及为了受精而发生异花传粉;通过人为将传粉昆虫放置到"定向授粉"的位置 (例如,通过在果园或田间设置蜂房或通过将植物和传粉昆虫关闭在一起);通过人为开放 或去除花的部分以允许外来花粉在花柱或柱头上的放置或接触(例如,在天然具有阻碍或 防止异花授粉的花的玉米中,使其在没有人为干预的情况下成为天然的强制自花传粉种); 通过特定区域的植物的选择性替换(例如故意将植物种植于传粉邻近区);和/或应用化 学物质以沉淀开花或阻止(花粉的柱头)的感受能力。
[0157] 在实施本发明的方法时,可通过人类干预而完成或帮助玉米植物通过自花受精而 有性受精的步骤,即自交,例如:通过手工收集植物的花粉并将该花粉与相同植物的花柱 或柱头接触,然后任选地阻止受精植物的进一步受精;通过人手和/或行为去除(例如通 过去雄)、破坏(例如通过应用化学试剂)或覆盖植物的雄蕊或花药以便防止自然的自花 传粉以及为了受精而发生手工的自花传粉;通过人为将传粉昆虫放置到"定向授粉"的位置 (例如,通过将植物和传粉昆虫单独关闭);通过人为操作植物的生殖部分以允许或增强自 花传粉;通过植物的选择性放置(例如故意将其它植物远离传粉邻近区种植);和/或通过 应用化学物质以沉淀开花或阻止(花粉的柱头)的感受能力。
[0158] 本发明提供了可用于玉米杂种种子生产中的植物和方法。
[0159]玉米植物具有分开的雄性和雌性开花部分。穗是植物的雄性结构,耳穗(ear shoot)是植物的雌性开花结构。玉米的花期(floweringstage)涉及花粉散落(pollen shed)和吐丝(silking)。玉米花粉可与相同植物(自花授粉)或不同植物(异花授粉)受 精。如果在花粉散落前植物的雄性结构没有被去除,那么玉米植物在某种程度上将自花授 粉。对于杂种种子的生产,第一种玉米植物的雌性结构与第二种玉米植物的花粉进行异花 授粉。因此,有效的杂种种子生产需要不允许使植物自花授粉的植物的自身花粉。此处提 供的增加玉米杂种种子生产的方法包括将包含MON87427的种子或植物与一种或多种其 它的玉米植物生长在一个区域。然后在花粉形成之前用草甘膦处理事件MON87427植物, 因此使事件MON87427植物雄性不育,不能自花授粉。然后用此处所述的任何方法用来自 其它玉米植物的花粉使事件MON87427植物授粉。其它玉米植物可对草甘膦耐受的或不耐 受的。然后从事件MON87427植物收获玉米种子,其中从处理的MON87427植物收获的种 子比从未处理的事件M0N87427植物或从相同条件下其它玉米植物收获的玉米种子具有更 高产量的玉米杂种种子(即更高百分比的收获的杂种种子或更高的杂种种子纯度)。从相 同条件下未处理的事件MON87427植物收获的玉米种子具有更高百分比的非杂种种子(即 通过自花授粉产生的杂种种子)以及更低产量的玉米杂种种子。
[0160] 本发明的植物和方法也可与本领域已知方法一起用于玉米育种目的,本领域已 知方法如美国专利号7,314,970(其全部通过引用方式结合在本文中)和美国专利号 20090165166(其全部通过引用方式结合在本文中)中描述的方法。
[0161] 这些方法所涵盖的以及用这些方法产生的植物、后代和种子与其它玉米植物不 同。例如,本发明的MON87427植物、后代和种子是转基因且重组的,因此由人类干预产生, 包含可检测量的具有至少一条如SEQIDNO:1-10所示的序列的核酸分子。
[0162] 因此本发明的方法可用于例如出于农业或研宄目的为了产生MON87427种子和/ 或植物部分而使植物生长时控制田间杂草,出于植物育种或研宄目的而筛选MON87427的 后代,以及产生MON87427的后代植物和种子。
[0163] 可以评价本发明的植物、后代、种子、植物细胞、植物部分和商业产品的DNA组成、 基因表达和/或蛋白表达。这种评价方法可通过使用标准方法如PCR、northern印迹、 southern分析、western印迹、免疫沉淀和ELISA或通过使用此处提供的检测方法和/或检 测试剂盒而进行。
[0164] 提供了检测样品中对MON87427特异的物质的存在的方法。可通过任何本领域采 用的核酸检测方法如聚合酶链反应(PCR)或DNA杂交而使用本发明的探针和引物检测本发 明的核酸分子的存在。提供的一种方法包括通过将DNA样品与能从事件MON87427DNA中 产生扩增子的引物对接触、进行扩增反应并因此产生包含至少一条如SEQIDNO:1-10所示 的序列的DNA扩增子、然后检测扩增子分子的存在或缺失以及任选地在扩增子的序列中验 证包含至少一条如SEQIDNO:1-10所示的序列的存在。这种扩增子的检测可以确定和/ 或诊断样品中MON87427特异DNA以及MON87427生物材料的存在。提供的另一种方法包 括将DNA样品与DNA探针接触、使探针和DNA样品经受严格的杂交条件,然后检测探针和目 标DNA样品间的杂交。杂交的检测可诊断DNA样品中MON87427特异性DNA的存在。可以 通过本领域已知的任何方法完成核酸扩增、核酸杂交和DNA测序。用于实施本发明的一个 不例性技术是TAQMAN?(PEAppliedBiosystems,FosterCity,CA) 〇
[0165] 可以通过使用源自本发明提供的序列的引物扩增来自所述事件的这种序列,接着 对扩增子或克隆的DNA进行标准DNA测序,来验证(如果必要,校正)来自MON87427 (典 型种子样品已经作为ATCCPTA-7899保藏)的异源DNA插入序列、连接序列或侧翼序列。
[0166] 提供了DNA检测试剂盒。可以使用此处公开的组合物和方法以及DNA检测领域公 知的方法开发这种试剂盒的变型。DNA检测试剂盒可用于鉴定样品中的MON87427DNA,且 可以应用于培育含有MON87427DNA的玉米植物的方法。这种试剂盒可包含与SEQIDNO: 1-10或其片段相似或互补的DNA引物或探针。
[0167] 因此,本发明的试剂盒和检测方法可用于例如鉴定MON87427,筛选包含MON 87427的植物品种或杂种,检测样品中来自转基因MON87427的DNA的存在以及监测样品存 在和/或缺乏MON87427或来自MON87427的植物部分。
[0168] 本发明提供了可用于监控和/或确定玉米中生殖发育的相对发育尺度。通过提供 表述相对于开花期的穗发育期的时间尺度,这种新的相对发育尺度解决了玉米品种和近交 系间的生长和生殖成熟差异。相对发育尺度减小了观察到的基因型间的穗发育和穗生长的 差别。图3显示了在各个成熟期中的穗发育。
[0169] 通常根据营养事件(通常称为V期)的期尺度来确定玉米的发育。这些期根据其 中可见叶颈的最上部叶来定义这些期。VE对应于萌芽期,Vl对应于第一叶,V2对应于第二 叶,V3对应于第三叶,V(n)对应于第n叶。当穗的最后分枝可见但在吐丝出现之前,VT发 生。当对田间的玉米分期时,仅仅当田间50%或更多的植物在该期或超过该期时,方才定 义每一个特定的V-期。然而,使用这种营养度量来确定生殖成熟度可由如下事实所复杂 化:所有基因型间营养生长不必与生殖发育相关联。此外,不是所有的近交系分化出相同数 量的叶子,田间巡查结果并不总是与它们的评估值相一致,最早分化的叶子在季中相当早 期便开始衰老,所以如果叶子在早期不进行正确的标记,后面正确地鉴定V-期会变得很困 难。
[0170] 另一种预测和估计玉米生长和发育期的常用工具是生长度单位(⑶U)。在玉米生 长和发育中的一个因素是热。通常在一个单一时间点测热,其被表示为温度,但它也可以在 一个时间期间测量,被表示为热单位。这些热单位通常被称为GDU。GDU可被定义为经受某 种限制的平均每日温度和选定的基础温度之间的差别。使用下列公式计算GDU:
[0171]生长度单位={(H+L)/2}-B
[0172] 其中H是每日高温(但不高于86°F),L是每日低温(但不低于50°F),B是 50°F的基础值。因为当温度高于86°F或低于50°F时玉米生长很慢,因此在公式中所 用的每日高温和低温设定了限值。每日温度的较低截止值也防止了负数值的计算。因此, 如果每日高温超过86°F,那么在⑶U公式中所用的每日高温将被设定在86°F。相反,如 果每日低温低于50°F,那么在⑶U公式中所用的每日低温将被设定在50°F。如果每日 高温不超过50°F,那么该天就不记录⑶U。玉米植物一天可累积的最高⑶U为36,最低为 0。通过每日GDU的值相对于特定时间量的总和来鉴定玉米植物的成熟指数。大多数玉米种 子生产者使用的时间期间是从种植点到生理成熟或谷粒几乎完全充实的点。在美国的大部 分州,大部分地理地区都保留了累积⑶U,可以从USDACropReportingService或State ExtensionServices获取。此外,在美国专利号6, 967, 656中描述了获取特定位置⑶U信 息的仪器,该专利的全部通过引用方式结合在本文中。就V-期而言,GDU测定值相对于穗 发育期在基因型间差异很大,不是可靠的穗发育的预测指标。
[0173] 此处所述的"相对发育尺度"被定义为通过将给定穗发育期的⑶U除以到达花粉 散落的特定期所需的GDU而产生的尺度。然后用每种基因型或近交品种的此信息构建回归 线。可以用此处所述的方法构建相对发育尺度,它是基于达到特定玉米花发育期相对于到 达给定穗发育期必需的GDU需要值之间的关系。同样,相对发育尺度可用于各种基因型和 近交品种间的玉米中预测穗发育,可在植物育种和农业方法中被用作V-期和GDU的替代方 案。
[0174] 此处所用的"花发育期"根据植物群体花粉散落的程度而定义,被称为P-期。花 发育期被表示为Px,其中P代表"花粉","x"表示在群体中花粉散落的植物的百分比。本发 明的相对发育尺度基于通过将给定穗发育期的⑶U除以到达花粉散落的特定期所需的⑶U 而衍生的回归。这可以如下表示:
[0175] 相对发育尺度=(到达Tn的⑶U/到Px的⑶U)
[0176] 其中"到达Tn的⑶U"是到达特定穗发育期所需的⑶U(生长度单位)的值,其中 n范围为0-7,其中"到Px的⑶U"是到达特定花发育期或P-期所需的⑶U的值,其中n范 围为0-100(其一个例子就是被定义为田间50%植物开始花粉散落的P50)。
[0177] 回归关系可基于任何穗发育期和花发育期或P-期的GDU需要值之间的关联关系。 这种关联关系通过将到达特定穗发育期所需的GDU除以到达特定花发育期或P-期所需的 GDU而表示。在本发明的一种实施方式中,用于回归关系的花发育期或P-期是P50,其中玉 米植物群体的50%花粉散落。在另一种实施方式中,用于计算回归关系的花发育期或P-期 可以从约 1 % 至 100%,包括约 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、 21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、 46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、 71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、 96、97、98和99%。用于回归的穗发育期可以是TO和17之间,如TO、Tl、T2、T3、T4、T5、 T6、和17。无论被挑选用于生成回归关系的是穗发育期和花发育期,相对发育尺度基于通 过绘制到达花粉散落的特定期所需的GDU相对于到达给定穗发育期的GDU数值的关系而获 得。图5显示了这个方面。此处所用的术语"确定"是指测定、评估、评价、估计、监测和/或 预测的行为。例如,此处所用的"确定穗发育"包括测定穗发育的目前期、监测穗发育的进 展、和/或预测穗发育未来期的发生。
[0178] 因此,本发明提供了产生相对发育尺度的方法,包括测定玉米植物群体成熟到达 特定穗发育期所需的生长度单位;测定所述玉米植物群体成熟到达特定花发育期所需的生 长度单位;以及通过将所述玉米植物群体成熟到达所述特定穗发育期所需的生长度单位除 以所述测定的所述玉米植物群体成熟到达所述特定花发育期所需的生长度单位而生成回 归线。测定步骤可对于至少两个群体的玉米植物进行重复。测定步骤可对于多个穗发育期 和/或多个花发育期进行重复。特定花发育期可以是约50%玉米植物群体发生花粉散落。
[0179] 本发明也提供了确定对于穗发育相关的处理方案的相对生长尺度上的最佳范围, 因此允许使用者确定其中发育期是重要因素的处理方案的最佳时机。它的一个例子是在玉 米杂种种子的生产中在多样的亲本基因型间应用单一通用化学试剂处理方案达到导致玉 米穗不育的最佳效果,而不论基因型或成熟组。
[0180] 此处所述的术语"杂种种子"是通过两种植物的异种授粉而产生的种子。由杂种 种子生长而成的植物可改进了农业特征,如更好的产量、更佳的均一性和/或抗病性。杂种 种子并不繁殖纯种,即通过杂种植物(由杂种种子生长而成的植物)自花授粉而产生的种 子不能可靠地产生相同杂种植物中的下一代植物。因此,用于种植新的杂种种子必须由亲 本植物系产生。由于大部分农作物植物既有雄性又有雌性器官,杂种种子仅仅可通过防止 雌性亲本的自花授粉并允许或帮助与所需花粉的授粉而产生。有许多防止雌性亲本自花授 粉的方法,一种防止自花授粉的方法是在花粉散落前将花粉产生器官机械摘除。商品化的 玉米(maize,Zeamays)杂种种子生产通常涉及通常在隔离的田地中的分开的行或块中种 植所需的雄性和雌性亲本系、处理雌性亲本植物以防止花粉散落、确保雌性仅仅被指定的 雄性亲本授粉以及仅仅从雌性亲本收获杂种种子。杂种种子可以是单杂交(例如,两种近 交系之间的第一代杂交)、修饰的单杂交(例如,两种近交系之间的第一代杂交,通过使用 关系紧密的杂交而使其中一种或另一种被稍稍修饰)、双杂交(例如,两种单杂交之间的杂 交的第一代)、三系杂交(例如,单杂交和近交系之间的杂交的第一代)、顶交(例如,近交 系和开放传粉的品种之间的杂交的第一代或单杂交和开放传粉的品种之间的杂交的第一 代)或开放传粉的品种(例如,被选为标准、可显示变化但具有品种能与其它品种区别的特 征的植物群体)的结果。
[0181] 在杂种种子生产中,可在雌性亲本植物中阻止花粉生产和/或散落以帮助雌性仅 仅被指定的雄性亲本授粉并因此产生杂种种子。这种阻止措施可通过本领域技术人员已 知的任何方法或方式实现,包括但不限于手工或人手去雄、机械去雄、使用授粉控制的遗传 方法和/或使用化学试剂。这些方法中的任意方法可以是结合或单独使用的。去雄可以手 工或用手进行,通常通过从玉米植物人工去除穗、通常通过拉掉穗而进行。机械或机器去雄 通常采用被称为"切割机"的去雄机器,其穿过成行的玉米移动并切除植物的顶端部分。然 后几天后"牵拉"机器穿过玉米行移动并通过将穗抓在两个高速移动的滚筒之间而将植物 的穗拉掉。本发明方法的实施中可用的机械去雄器包括安装在高清除机(highclearance machine)上的那些。剪切机可以是用于剪切或撕碎玉米植物包括穗的顶部的在从水平到垂 直的不同平面上操作且高度可调的旋转叶片或刀片。牵拉机可以是两个高度可调且以相反 方向滚动的小轮或滚筒,抓住穗和上面的叶子,以手部去雄操作相当的方式将它们往上拉。 牵拉机和切割机可以分开或一起和/或与其它去雄方法结合使用。去雄的时间窗口对于玉 米杂种种子生产中的期间管理最为关键和困难。在本领域中,也使用化学试剂和/或遗传 方法来防止活的花粉形成或花粉散落。
[0182] 本发明提供了通过选择相对发育尺度上的范围而确定穗发育的时机的方法,其中 该选择的范围表明向所期望穗发育期的成熟。期望的穗发育期为TO至17期,例如T5期。 特别感兴趣的穗发育期是生殖杂交的最佳穗发育期、穗不育或去雄的最佳穗发育期、和/ 或对玉米植物实施发育调节处理的最佳期。在构建和使用相对发育尺度中,用于构建相对 发育尺度的特定花发育期可以是约50%玉米植物群体发生花粉散落。本发明方法使用的方 法可用的相对发育尺度的示例性范围是相对发育尺度上的约0. 62至约0. 75。
[0183]测定穗发育的时机对于涉及植物发育特异性的实践的计划和/或标准化的农业 方法是有用的。其例子包括:需要化学试剂的及时应用的方法,如在具有差异较大的成熟度 的近交系间应用除草剂、杀真菌剂、肥料和/或生长调节剂;需要监测、预测和/或调节穗发 育的方法,如监测雄性近交系的早期穗发育,其可导致减少的花粉散落,以及需要提供合适 的处理以影响穗发育;需要及时地应用激素和/或生长调节剂以修正不平衡和/或产生期 望的农业结果的方法;和/或需要在所述期望的穗发育期将发育调节处理施加于玉米植物 的任何方法。本发明可用于计划和/或研宄工作的领域中,如预测去雄或植物发育相关的 工作需求;预测穗发育相关的需求;确定压力如何影响穗发育;和/或用于在通过预测穗发 育期所确定的特定发育期强加压力而筛选和评价特征和/或近交系或杂种。
[0184] 本发明提供了用于通过相对发育尺度确定何时发育调节处理最有效的方法。此处 所用的术语"发育调节处理"是指应用至少一种影响植物发育的物理处理和/或化学试剂。 植物的发育包括但不限于花发育、根部发育、叶子发育、茎发育、穗发育、生殖发育、配子发 育、花粉发育、种子发育和/或任何其它部分的发育。调节处理可导致发育被终止、迟缓、阻 止、延迟或增强。发育调节处理可以是物理处理,如去雄、喷射(作为延迟成熟的方式使用 火把烧烤雄性植物的顶部)和/或研磨、摩擦、刮擦、划伤、切割、穿孔、超声处理、分离、破 坏、去除、压碎、修剪和/或覆盖任何植物部分。发育调节处理可以是化学试剂,如天然化合 物或合成化合物。可用作发育调节处理的化学试剂包括植物生长调节剂、植物生长调节剂 抑制剂、植物激素、植物激素抑制剂、植物生长刺激剂、植物生长阻滞剂、杀真菌剂、杀虫剂、 除草剂、生长素、抗生长素、细胞分裂素、脱叶素、乙烯抑制剂、乙烯释放剂、赤霉素、形态素 和杀配子剂。用于本发明方法中的示例性物理处理是去雄和/或灼烧。用于本发明方法中 的示例性化学试剂是除草剂草甘膦。可在任何期将发育调节处理应用于玉米植物,例如当 穗生长期对应于相对发育尺度上的0. 6
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1