[发明专利]作物杂种优势和除草剂

说明书

有关申请的交叉文献

本申请是美国1997年4月28日预防申请系列号60/044,990部分的延续，在此合并为参考文献。本申请也是美国1997年5月9日预防申请系列号60/046,058部分的延续，在此合并为参考文献。本申请还是中国1997年12月5日申请系列号为97107807.6的部分延续，在此合并为参考文献。

有关联邦资助的研究或开发之声明：没有

缩微胶片附录的文献参考：没有

发明背景

本发明涉及作物或植物杂种的育种，具遗传差异的父母本植物或作物经杂交育种而产生的杂种拥有增加的优势或其它优良品质。具体而言，本发明涉及作物或植物杂种优势，此杂种的母本为雄性不育，父本为雄性可育并具有除草剂抗性基因。如此父母本而产生的杂交种子，植物和作物对一非选择性除草剂表现抗性，以便杀灭和清除所有非经与此转基因父本杂交而来的假杂种和植株。

除草剂和除草剂抗性作物

除草剂是人类用于杀除不需要植物的植物毒素。这类化合物可能是完全无选择地杀除任何植物，或是有选择性地，仅杀除某些植物。从1940年化学除草剂问世以来，已有数百种有效化学成分作为除草剂发展起来。大多数化合物的作用机理已被阐明，尽管还有很多知识空缺(Pilmoor et al.，1995)。一般认为，大多数除草剂仅对植物的一个分子目标发生直接影响，导致第二个，第三个等分子的连锁效应，最终杀死植物。因为，杂草和作物争夺水分，营养和土地，所以在粮食生产中应用除草剂控制杂草已成为关键技术。另外杂草聚藏昆虫和病害虫，有害的杂草和杂草种子还能大大地降低作物品质。正因为如此，美国的玉米，水稻和大豆几乎100％都要施用除草剂(Gianessi and Puffer，1991)。

生物技术可能从许多方面改变我们的未来。其中之一就是改变作物的物种，使之产生新的特性，这种改变通过常规育种或许十分缓慢或许根本不可能。输入除草剂抗性给正常的对除草剂敏感的作物，使其成为抗除草剂的作物(HRCs)已成为最集中的植物生物技术开发领域。植物的遗传操作和已具有可从任何有机体转移遗传信息的能力方面取得的进展，为新的农产品开辟了令人兴奋的生产领域。进一步观察表明，许多除草剂的抗性表现为显性单基因的遗传特性，使他们十分适合转基因技术(Stalker et al.，1996)。

除草剂抗性这一术语，用于描述一个种或更大的植物类群的群体，或组织培养中的植物细胞群中的群体，具有能忍受某一特殊除草剂一定剂量(这种剂量大大大于这种植物的野生类型的容忍量)，完成几乎正常生活周期的一种能力，性状或品质(Dekker and Duke，1995)。大多数抗除草剂作物的品种都是通过最近发展起来的分子生物学和植物转导技术稳定整合外来基因(转基因，转基因植物)而创造出来的(Dyer等，1993)。这种方法利用了植物细胞的全能性，即每一个植物细胞在接受了外来基因后，都有重新构建成一个完整植物的潜在能力。就除草剂抗性而言，抗性基因可能编码一种内源酶或一种新酶的除草剂抗性形成。这些酶使除草剂产生某些变化而使其失去活性。许多人认为，最可能获得成功的是对非选择性除草剂的HRCs，如草甘膦(Glyphosate)或草丁膦(Glyfosinate)的抗性作物，或位于主要作物如水稻，大豆和玉米与一些小作物之间的中间型除草剂抗性作物(Duke，1996)。

除草剂抗性作物的发展在经济，安全和高效率的作物生产方面，具有很多优越特性(Bright，1992；Dekker and Comstock 1992；Dyer et al.，1993；Goldburg et al.，1990；Miller，1991)。除草剂及匹配的抗性作物的发展减少环境中残留(例如，除草剂残留于土地中影响轮作中的下一季作物，或在土地及生态环境的其它地方积累起来)，对附近的对象很少危害，例如附近的敏感作物，住所，农场和水面；在环境中不理想的流动降低，例如通过土地割面流动到底层土地或地下，挥发和运动到附近的位置；对人畜的急性和慢性中毒极低。

草甘膦