ES2274546T3 - Plantas de remolacha azucarera resistentes al herbicida de imidazolinona. - Google Patents

Plantas de remolacha azucarera resistentes al herbicida de imidazolinona. Download PDF

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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A PLANTAS DE REMOLACHA AZUCARERA QUE RESISTEN A LOS HERBICIDAS CON BASE DE IMIDAZOLINONA Y DE SULFONILUREA. LAS PLANTAS DE REMOLACHA AZUCARERA SE DERIVAN DE CELULAS SUSCEPTIBLES POR SELECCION SECUENCIAL DE CELULAS SU-R, REGENERACION DE LAS PLANTAS Y RESELECCION PARA OM-R. LAS PLANTAS DE REMOLACHA AZUCARERA RESISTENTES DERIVADAS DE LAS CELULAS PUEDEN CULTIVARSE EN CAMPOS DONDE SE HAN UTILIZADO HERBICIDAS TALES COMO IMIDAZOLINONAS Y SULFONILUREAS PARA ELIMINAR LAS MALAS HIERBAS.

Description

Plantas de remolacha azucarera resistentes al herbicida de imidazolinona.
Antecedentes de la invención (1) Resumen de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir plantas de remolacha azucarera (Beta vulgaris L.), que sean resistentes a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea usados para el control de las malas hierbas. En particular, la presente invención se refiere a plantas de remolacha derivadas de una remolacha azucarera susceptible mediante mutación de un gen codificador de la acetolactato sintasa (ALS), también conocida como acetohidroxiácido sintasa (AHAS) usando los herbicidas secuencialmente con las células en un medio de cultivo.
(2) Descripción de la técnica relacionada
La técnica anterior ha descrito la alteración genética del gen de la acetolactato sintasa por medios recombinantes como se muestra en las patentes de EE.UU. nº 5.013.659; 5.141.870 y 5.378.824. Este tipo de modificación en plantas de remolacha azucarera se muestra en el Ejemplo IV de la patente '824. Los resultados fueron menos que satisfactorios en la producción de plantas que no eran líneas puras para la resistencia al herbicida.
Saunders y col., en Crop Science 32:1357-1360 (1992) también describen la producción de la planta de remolacha azucarera (CR1-9) que es resistente a sulfonilureas a partir del clon autofértil susceptible (REL-1) mediante selección de células mutantes en un medio de cultivo que contenga el herbicida. Se produjeron y cruzaron varias plantas resistentes. Hart y col. (Weed Science 40378-383 (1992) y 41:317-324 (1993)) caracterizaron además la línea resistente y determinaron que la resistencia se debía a la actividad alterada de la ALS y no mostró resistencia cruzada a otros herbicidas inhibidores de la ALS, y estaba codificada por un único gen semidominante.
No existen publicaciones que describan la resistencia a imidazolinona obtenida mediante modificación de la ALS en plantas de remolacha azucarera. No existen descripciones en la literatura de plantas resistentes a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea. Se han desarrollado varias líneas de maíz con resistencia a imidazolinona, según describen Newhouse y col. Theoretical and Applied Genetics 83: 65-70 (1991).
Una vía comercial para la protección de la cosecha es el uso de "aseguradores" clínicos, tales como los que se describen en la patente europea nº 375.875. Este procedimiento introduce otro producto químico en el suelo. El procedimiento preferido es desarrollar plantas de remolacha azucarera que son resistentes a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea.
Objetos
Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para impartir resistencia a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea en plantas de remolacha azucarera mediante la mutación de un gen de la acetolactato sintasa que codifica esta resistencia. Además, es un objeto de la presente invención proporcionar plantas de remolacha azucarera que sean resistentes a estos herbicidas. Estos y otros objetos se harán cada vez más evidentes en referencia a la siguiente descripción y a las figuras.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una vista esquemática del procedimiento de la presente invención para producir plantas de remolacha azucarera resistentes a imidazolinona y sulfonilurea 93R30A o B. R= Resistente; IM= imidazolinona; S= Sensible; SU= sulfonilurea; Sur= alelo para ALS dominante para SU-R, TP-R e IM-S; SB= alelo para ALS dominante para SU-R, TP-R e IM-R; TP= triazolopirimidina. La 93R30B es SU-R e IM-R y TP-R. La 93R30 (no 93R30B) es homocigoto para el alelo Sur (SU-R, IM-S). Este fue el material de partida para obtener la resistencia a imidazolinona.
Figura 2 es un diagrama de flujo que muestra las etapas detalladas en la producción de una planta de remolacha azucarera mutante.
La Figura 3 es un gráfico que muestra un ensayo de ALS para la resistencia de 93R30B a imazetapir.
La Figura 4 es un gráfico que muestra sustituciones de aminoácidos observadas para el tipo salvaje (WT), tres plantas de remolacha azucarera mutantes (Sir-13, Sur y SB) y la resistencia al correspondiente herbicida. Sólo se incluyen los residuos de aminoácidos publicados en la literatura que representan resistencia al herbicida en plantas. Los códigos de una letra para los aminoácidos son los siguientes: A= alanina, P= prolina, W= triptófano, S= serina y T= treonina). Las letras en recuadros indican cambios con respecto a la secuencia de tipo salvaje.
Las figuras 5A a 5D son fotografías que muestran la respuesta de toda la planta de remolacha azucarera a imazetapir aplicado una vez que han salido.
Las Figuras 6A a 6D son fotografías que muestran la respuesta de la planta entera de remolacha azucarera a AC 299.263 aplicado una vez que han salido.
La Figura 7 es una fotografía que muestra la respuesta de la enzima ALS a imazetapir in vitro.
La Figura 8 es una fotografía que muestra la respuesta de la enzima ALS a fumetsulam in vitro.
Las Figuras 9A a 9D son fotografías que muestran la respuesta de la planta entera de remolacha azucarera a clorsulfurón aplicado una vez que han salido.
La Figura 10 es una fotografía que muestra la respuesta de la enzima ALS a clorsulfurón in vitro.
Descripción de las formas de realización preferidas
Un material de planta de remolacha azucarera compuesto por células mutadas con un gen mutado de la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, en el que los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337, donde las células mutadas poseen una resistencia a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea y donde la resistencia se transmite mediante cruzamiento convencional de plantas producidas a partir de las células, y las células son regenerables hasta una planta.
Además, la presente invención se refiere a un procedimiento de producir una resistencia a herbicida en una planta de remolacha azucarera, que comprende:
(a) exponer las primeras células de remolacha azucarera con un gen mutado de la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, en el que los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562, a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen un rasgo homocigoto para la resistencia al herbicida de sulfonilurea; y
(b) seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas, en las que la resistencia se pueda transmitir por cruzamiento de una planta que contenga las segundas células.
Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para impartir resistencia a herbicida en una planta de remolacha azucarera, que comprende:
(a) exponer las primeras células de remolacha azucarera a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen una resistencia homocigoto al herbicida de sulfonilurea en un medio de cultivo;
(b) seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas,;
(c) inducir el crecimiento de una primera planta a partir de las segundas células, donde la planta posee la resistencia a los herbicidas con un gen mutado para la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, donde los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337; y
(d) cruzamiento de la primera planta con una segunda planta para producir una planta cruzada que posea la resistencia a los herbicidas; y finalmente a un procedimiento para impartir resistencia a herbicidas a otras plantas de remolacha, que comprende:
(a)
exponer las primeras células de remolacha azucarera a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen una resistencia homocigota al herbicida de sulfonilurea en un medio de cultivo;
(b)
seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas,;
(c)
inducir el crecimiento de una primera planta a partir de las segundas células, donde la planta posee la resistencia a los herbicidas con un gen mutado para la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, donde los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337; y
(d)
cruzamiento de la primera planta con una segunda planta para producir una planta cruzada que posea la resistencia a los herbicidas.
La planta de remolacha azucarera REL-1 (Regenerating, East Lansing-1) se puede obtener del Dr. Joseph Saunders, Genetista investigador, Departamento de Agricultura de EE.UU., East Lansing, Michigan, y se liberó en 1987. Está disponible sin cargos. La REL-1 es sensible (S) a los herbicidas de imidazolinona (IM-S), sulfonilurea (SU-S) y triazolopirimidina sulfonanilida (TP-S) como se indica en la Figura 1.
Usando callos y cultivos de suspensión se desarrolló una línea heterocigoto para la resistencia a imidazolinona y a sulfonilurea (IM-R y SU-R). Esta línea celular (semilla) se ha depositado en la American Type Culture Collection como ATCC 97535 el 6 de mayo de 1996 según el Tratado de Budapest y en la presente memoria descriptiva se denomina 93R30B. La línea celular está disponible a petición por nombre y número. El cultivo con líneas de plantas de remolacha azucarera elite, en particular Beta vulgaris L., se pueden producir plantas de remolacha azucarera resistentes especialmente útiles comercialmente.
Las plantas de remolacha azucarera resistentes a los herbicidas de imidazolinona, específicamente imazetapir, y a los herbicidas de sulfonilurea (clorsulfurón) resuelven el problema de los residuos en el suelo por el uso de dicho herbicida en áreas de cultivo de remolacha azucarera. En la actualidad, existe un periodo de espera de 40 meses entre el uso de esos herbicidas y el uso futuro de ese campo para cultivar plantas de remolacha azucarera. En segundo lugar, un alto nivel de resistencia a imidazolinona y a sulfonilurea permite usar los herbicidas de imidazolinona para el control de las malas hierbas en las remolachas azucareras.
Los siguientes ejemplos muestran aislamiento y cultivo de una nueva planta de remolacha azucarera 93R30B como se ilustra en la Figura 1.
Ejemplo 1 1. Selección de la variante de remolacha azucarera 93R30B resistente a imidazolinona y a sulfonilurea Descripción de los materiales
Rel-1 (Regenerating East Lansing-1) es una línea de remolacha azucarera macho fértil altamente regenerable usada para la selección celular inicial de mutantes resistentes herbicida a las sulfonilureas y se usa como control sensible de la mayoría de los experimentos.
CR1-B Este aislamiento de remolacha azucarera se desarrolló sembrando en placas células Rel-1 en medios con clorsulfurón. Esta variante es resistente a sulfonilurea con una modesta resistencia al herbicida triazolopirimidina, flumetsulam, pero no es resistente a imidazolinona. Esta variante ha sido descrita por Saunders y col. (Crop Sci. 32: 1357-1360) y Hart y col. (Leed Sci. 40: 378-383 y 41: 317-324). El gen de la resistencia a SU se ha denominado Sur.
93R30B Este aislamiento se desarrolló sembrando en placas células de una planta de remolacha azucarera homocigoto para Sur, altamente regenerable (descendiente de CR1-B) en medio que contiene imazetapir.
EL-49 East Lansing 49, liberado por la USDA en 1993. Línea de remolacha azucarera homocigoto para el gen Sur, usada para un control resistente a sulfonilurea, sensible a imazetapir.
a. Las plantas se seleccionaron como materiales fuente para la selección somaclonal sobre la base de su capacidad para generar callo en condiciones de niveles elevados de citoquinina (en medio B1) y regenerar brotes a partir del callo.
Protocolo para el medio B1:
30 g L^{-1} de sacarosa
100 mg L^{-1} de mio-inositol
1,65 g L^{-1} NH_{4} NO_{3}
1,90 g L^{-1} KNO_{3}
0,44 g L^{-1} CaCl_{2}\cdot2H_{2}O
0,37 g L^{-1} MgSO_{4}\cdot7H_{2}O
0,17 g L^{-1} KH_{2}PO_{4}
6,2 mg L^{-1} H_{3}BO_{3}
16,8 mg L^{-1} MnSO_{4}\cdotH_{2}O
10,6 mg L^{-1} ZnS0_{4}\cdot7H_{2}O
0,88 mg L^{-1} KI
0,25 mg L^{-1} Na_{2}MoO_{4}\cdot2H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CuSO_{4}\cdot5H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CoCI_{2}\cdot6H_{2}O
37,3 mg L^{-1} Na_{2}EDTA
27,8 mg L^{-1} FeSO_{4}\cdot7H_{2}O
1 mg L^{-1} de tiamina
0,5 mg L^{-1} de piridoxina
0,5 mg L^{-1} de ácido nicotínico
1 mgL^{-1} bencilaminopurina
pH 5,95.
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El medio sólido B1 se introdujo en la autoclave con 9 g l^{-1} de agar para cultivo vegetal y se modificó con soluciones de reserva de herbicida esterilizado con filtro según lo necesario para el esquema de selección. El medio agar se vertió en placas de petri de plástico desechables de 15 x 100 mm.
El medio líquido B1 se añadió en alícuotas de 40 ml a matraces Erlenmeyer de 125 ml y se introdujeron en la autoclave para usar en cultivos de suspensión líquida.
Para la selección de la variante resistente a imidazolinona, 93R30B, el material fuente fue 93R30 (un descendiente homocigoto Sur de CR1-B).
En particular:
1. Las células de Rel-1 (SU-S, IM-S, TP-S) se colocaron en cultivos donde las células se seleccionaron por su capacidad para crecer en clorsulfurón y se regeneró una planta, CR1-B (descrito por Saunders y col., Crop Sci, 32: 1357-1360 (1992)).
2. La CR1-B se cruzó con 293 (una remolacha más típica), se reprodujo la F1 y se identificaron las plantas homocigotas para SU-R, IM-S, TP-R. En 1993, Saunders publicó una planta conocida como EL-49 que cumple esta descripción (el gen se denominó Sur y era homocigoto para ello).
3. En una fecha después, se seleccionaron los descendientes de CR1-B homocigotos para Sur según su capacidad para regenerar plantas del cultivo. A continuación, sirvieron como material fuente (p. ej., 93R30) para la selección de imazetapir en cultivo.
4. De la selección anterior, derivaron los aislamientos conocidos como 93R30A y 93R30B y se regeneraron las plantas. Estas tenían las características de CR1-B más IM-R. El gen responsable de la IM-R parece ser una forma alterada de Sur y se le ha dado la identidad de SB.
Se prepararon explantes de discos foliares a partir de hojas en rápida expansión de la planta original (93R30). Las hojas se esterilizaron en su superficie (etapa 1) mediante dos lavados sucesivos de 20 minutos con lejía comercial al 15% más 0,025% Triton-X-100 (T-9280, Sigma Chem. Co., St. Louis, MO). Las hojas se lavaron dos veces con agua desionizada estéril. Los discos foliares se cortaron usando una barrena de corcho nº 3 esterilizado con fuego.
Los discos de las hojas se colocaron de forma aséptica en medio B1 sólido (etapa 2). Los discos se incubaron en oscuridad a 30ºC durante 4-8 semanas hasta que había proliferado tejido calloso friable a partir del disco de la hoja. El tejido calloso se separó mecánicamente con fórceps y, posteriormente, se transfirió a matraces Erlenmeyer de 125 ml (etapa 3) que contenían 40 ml de medio B1 líquido. Los matraces se colocaron en un batidor giratorio a 50 Hz bajo luz fluorescente de baja intensidad (30 \muE/m2s). Los cultivos líquidos se subcultivaron con medio B1 reciente después de 1 semana.
Dos semanas después del inicio de cultivo líquido, los grupos de células se separaron usando un tamiz de disociación celular (Sigma CD-1) con una pantalla de 60 mesh. Aproximadamente dos tercios del volumen del medio líquido se eliminó tras la sedimentación celular. En la etapa 4, las células se resuspendieron en el medio restante y alícuotas de 1 ml se extendieron de forma uniforme sobre medio B1 sólido suplementado con el herbicida imazetapir 50 nM (PURSUIT, American Cyanamid, Wayne, NJ). Las placas se envolvieron e incubaron en luz fluorescente tenue (5-10 \muE/m^{2} s) durante 8-12 semanas.
c. A la concentración 50 nM de imazetapir todas las células sensibles murieron. Los grupos de células que sobrevivieron y crecieron a esta concentración se identifican como posibles variantes resistentes. En la etapa 5, estos grupos de células (1-3 mm de diámetro) se transfirieron a medio B1 sólido reciente sin herbicida y se dejaron crecer en luz tenue (10-20 \muE/m^{2} s). Cada variante resistente se identificó individualmente y se mantuvo por separado.
d. En la etapa 6, el callo blanco y friable se subdividió cada 4-6 semanas en medio B1 sólido reciente hasta que del callo crecieron brote(s) individuales. Estos brotes se transfirieron a medio de mantenimiento de brotes (M20) del siguiente modo:
Protocolo para el medio M20:
30 g L^{-1} de sacarosa
100 mg L^{-1} de mio-inositol
1,65 g L^{-1} NH_{4} NO_{3}
1,90 g L^{-1} KNO_{3}
0,44 g L^{-1} CaCl_{2}\cdot2H_{2}O
0,37 g L^{-1} MgSO_{4}\cdot7H_{2}O
0,17 g L^{-1} KH_{2}PO_{4}
6,2 mg L^{-1} H_{3}BO_{3}
16,8 mg L^{-1} MnSO_{4}\cdot H_{2}O
10,6 mg L^{-1} ZnS0_{4}\cdot7H_{2}O
0,88 mg L^{-1} KI
0,25 mg L^{-1} Na_{2}MoO_{4}\cdot2H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CuSO_{4}\cdot5H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CoCI_{2}\cdot6H_{2}O
37,3 mg L^{-1} Na_{2}EDTA
27,8 mg L^{-1} FeSO_{4}\cdot7H_{2}O
1 mg L^{-1} de tiamina
0,5 mg L^{-1} de piridoxina
0,5 mg L^{-1} de ácido nicotínico
0,25 mg L^{-1} bencilaminopurina
pH 5,95.
\vskip1.000000\baselineskip
El medio sólido M20 se introdujo en la autoclave con 9 g l^{-1} de agar para cultivo vegetal y se modificó con soluciones de reserva de herbicida esterilizado con filtro según lo necesario para el esquema de selección. El agar se vertió en placas de petri de plástico desechables de 20 x 100 mm.
Los cultivos de brotes se mantuvieron con 10-20 \muE/m^{2} de luz fluorescente y se propagaron mediante disección de los cultivos de brotes con una cuchilla de escalpelo. Los cultivos de brotes candidatos se propagaron y evaluaron para determinar el nivel de resistencia como se describe a continuación en la presente memoria descriptiva.
2. Nivel re resistencia a imidazolinona, a sulfonilurea y a triazolopirimidina en el cultivo de brotes
En la etapa 7, los cultivos de brotes se evaluaron para determinar la resistencia a herbicidas colocando tres pequeños cortes de brotes de tamaño consistente en cada placa de medio M20 suplementado con concentraciones crecientes logarítmicamente de herbicida imidazolinona, sulfonilurea o triazolopirimidina sulfonanilida variables de 1 nM a 0,1 nM. Las respuestas del cultivo 93R30 se compararon con las de los cultivos de los brotes de un control sensible (Rel-1) y uno resistente a clorsulfurón, control sensible a imidazolinona (EL-49). Los cultivos de brotes se mantuvieron a una intensidad de luz de 20 \muE/m^{2} a 25ºC durante 3 semanas, La respuesta del cultivo de brotes se determinó puntuando los daños en los brotes y determinando el peso fresco 3 semanas después de la transferencia a medio selectivo. La magnitud de la resistencia al herbicida se determinó mediante la proporción de los valores I_{50} (la concentración de herbicida que produce un 50% de daos) resistentes y sensibles.
Las características de resistencia cruzada de cada variante se determinaron de la forma anterior mediante la sustitución del herbicida usado en el medio. En el cultivo de brotes 93R30B se mostró un nivel 3600 veces mayor de resistencia a imazetapir, de 10.000 veces mayor de resistencia a clorsulfurón y se mostró una resistencia cruzada al herbicida triazolopirimidina sulfonanilida, flumetsulam, 60 veces mayor, como se muestra en la Tabla 1. En comparación, EL-49 mostró únicamente un nivel 3 veces mayor de resistencia a imazetapir.
TABLA 1 Magnitud de la resistencia del cultivo de brotes y resistencia cruzada
Herbicida Familia de herbicidas^{6} Rel-1 93R30B EL-49
I_{50}^{5}(\muM) I_{50}(\muM) R/S^{4} I_{50}(\muM) R/S
Imazetapir IM 0,018 64 3600X 0,053 3X
Imazametabencemetilo IM 0,80 >100 >125X 20 25X
Imazaquin IM 0,040 16 400X 0,040 1X
AC299,263^{1} IM 0,030 40 1400X 0,070 3X
Clorsulfurón^{2} SU 0,0025 25 10000X 25 10000X
Flumetsulam^{3} TP 0,028 1,7 60X 1,1 40X
^{1-} Imidazolinona RAPTOR (American Cyanamid, Wayne, NJ)
^{2-} Sulfonilurea- GLEAN (Dupont, Wilmington, DE)
^{3-} Triazolopirimidina sulfonanilida (BROADSTRIKE, Dow Elanco, Indianápolis, IN)
^{4-} R/S= proporción de valores I_{50} resistentes y sensibles para el herbicida específico que se esté analizando.
^{5-} I_{50} es la concentración de herbicida requerido pata producir un 50% de daños en el cultivo de brotes.
^{6-} \begin{minipage}[t]{155mm}Clasificaciones de las familias de herbicidas: IM, imidazolinona; SU, sulfonilurea; y TP, triazolopirimidina sulfonanilida.\end{minipage}
3. Regeneración y cultivo de plantas
En la etapa 8, Los cultivos de brotes de 93R30B se regeneraron a plantas enteras de forma similar. Dos semanas después del subcultivo de brotes anterior, los brotes 93R30B se transfirieron a matraces Erlenmeyer de 125 ml que contenían 40 ml de medio de enraizamiento N3.
Protocolo para el medio N3:
30 g L^{-1} de sacarosa
100 mg L^{-1} de mio-inositol
1,65 g L^{-1} NH_{4} NO_{3}
1,90 g L^{-1} KNO_{3}
0,44 g L^{-1} CaCl_{2}\cdot2H_{2}O
0,37 g L^{-1} MgSO_{4}\cdot7H_{2}O
0,17 g L^{-1} KH_{2}PO_{4}
6,2 mg L^{-1} H_{3}BO_{3}
16,8 mg L^{-1} MnSO_{4}\cdotH_{2}O
10,6 mg L^{-1} ZnS0_{4}\cdot7H_{2}O
0,88 mg L^{-1} KI
0,25 mg L^{-1} Na_{2}MoO_{4}\cdot2H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CuSO_{4}\cdot5H_{2}O
0,025 mg L^{-1} CoCI_{2}\cdot6H_{2}O
37,3 mg L^{-1} Na_{2}EDTA
27,8 mg L^{-1} FeSO_{4}\cdot7H_{2}O
1 mg L^{-1} de tiamina
0,5 mg L^{-1} de piridoxina
0,5 mg L^{-1} de ácido nicotínico
3mg L^{-1} ácido naftaleno acético
pH 5,95.
\vskip1.000000\baselineskip
El medio N3 se añade en alícuotas de 40 ml a matraces Erlenmeyer de 125 ml, a cada matraz se añaden 9 g L^{-1} de agar (0,45 g), y se sometieron a autoclave para usar en el enraizamiento de los cultivos de brotes.
A continuación, los cultivos se transfirieron a luz 24 horas al día con intensidad de luz media (40-60 \muE/m^{2} s) a 25ºC. En general, las raíces se formaron 6-8 semanas después.
En la etapa 9, los brotes enraizados (generación R_{0}) se transfirieron a continuación a un recipiente de mezcla Baccto (Michigan Peat Co., Houston, TX) en invernadero. En la etapa 10, las plantas R_{0} de regenerados de 93R30B se cruzaron con remolacha azucarera de raíz lisa denominada 293 o con REL-1. La semilla de F_{1} de estos cruces se autofertilizó, para dar la semilla F_{2}. Se supuso que la resistencia a imidazolinona era un rasgo monogénico dominante o semidominante. Las plantas de la generación F_{2} resultantes de la autofertilización de las plantas de la F_{1} resistentes a imidazolinona y a sulfonilurea deberían estar segregando en una proporción de 1 homocigoto resistente:2 heterocigotos resistentes:1 homocigoto sensible para las resistencias a imidazolinona y a sulfonilurea.
Las pruebas sugieren que la resistencia a imidazolinona es un rasgo dominante en 93R30B. Esta conclusión deriva de las pruebas del estudio de la progenie F_{1} de los cruces entre 93R30B y las líneas de remolacha azucarera 293 o Rel-1 sensibles a herbicida, machos y fértiles, que segregan en una proporción de 1:1 para IM-R o IM-S. Asimismo, en todas las F_{2} o plantas de retrocruzamiento (BC_{1}) analizadas hasta la fecha, los caracteres IM-R y SU-R cosegregan. Esto sugiere que estas dos resistencias están unidas y se deben a alteraciones distintas en el mismo alelo de ALS. La resistencia o sensibilidad de las plantas F1 a imazetapir y clorsulfurón se ha determinado usando un ensayo no destructivo de expansión de discos foliares.
Protocolo del ensayo
Este protocolo es una prueba no destructiva diseñada para seleccionar remolachas que segregan para resistencia al herbicida pronto para determinar su estado de resistente o sensible sin tener que rociar las plantas de remolacha una vez que han salido en el invernadero.
1.
Hojas nuevas en expansión se escindieron de la planta (al menos la 4ª hoja verdadera).
2.
La hoja se esterilizó en su superficie con dos lavados de 20 minutos con lejía comercial al 15% más 0,025% Triton-X-100, después se lavaron dos veces con agua destilada estéril.
3.
Los explantes de los discos foliares se cortaron usando una barrena de corcho nº 3 esterilizado con fuego.
4.
Los discos foliares se transfirieron a medio B1 sin herbicida, imazetapir 100 nM o clorsulfurón 100 nM. Las placas se dividieron en cuatro secciones, de modo que con una única placa se pueden analizar cuatro muestras. A cada placa para cada muestra se añadieron de cuatro a cinco discos foliares.
5.
Las placas se envolvieron e incubaron a 25ºC durante 4-7 días con luz baja (aproximadamente 10 \muE/m^{2} s).
6.
Las muestras resistentes se identificaron por su capacidad para vivir y expandirse en el medio selectivo. Las muestras sensibles no se expandieron y se volverán de color Amarillo a marrón. Los efectos se compararon con la expansión de los discos foliares colocados en medio sin herbicida para asegurar una determinación precisa del nivel previsto de expansion del disco.
\newpage
4. Respuesta de la enzima diana ALS a imazetapir
Se utilizaron procedimientos estándar para purificar parcialmente ALS de hojas en expansión rápida de plantas de remolacha azucarera cultivada en invernadero (Hart y col., Leed Science 40: 378-383 (1992)). Extractos de plantas F_{1} 93R30B heterocigotos y semilla Rel-1 S_{1} se analizaron para determinar la actividad ALS en presencia de concentraciones crecientes logarítmicamente de imazetapir. La actividad se determinó a partir de extractos de lasa hojas de las líneas de remolacha azucarera REL-1 y 93R30B. Las plantas se cultivaron en el invernadero como se ha descrito anteriormente hasta la etapa de cuatro a seis hojas. La actividad ALS de extractos frescos se determinó en presencia de imazetapir y clorsulfurón a concentraciones crecientes logarítmicamente. Los métodos y procedimientos usados se modificaron de los indicados por Ray (Plant Physiol. 75: 827-831 (1984)) y Shaner y col. (Plant Physiol. 76: 545-546 (1984)). Diez gramos de hojas de remolacha azucarera se homogeneizaron en 40 ml de tampón de homogeneización frío (K_{2}HPO_{4} 0,1M, pH 7,5, piruvato sódico 1 mM, MgCl_{2} 0,5 mM, pirofosfato de tiamina 0,5 mM, 10 \muM de flavín adenina dinucleótido, 10% en vol de glicerol) más 2,5 g de polivinilpolipirrolidona. El homogeneizado se filtró a través de ocho capas de gasa y se centrifugó a 27.000 g durante 20 minutos. Se eliminó el sobrenadante y se llevó hasta una saturación del 50% con (NH_{4})SO_{4}. Esta solución se mantuvo a 0ºC durante 1 hora, después se centrifugó a 18.000 g durante 15 minutos, el sedimento se redisolvió en 1 ml de tampón de resuspensión (K_{2}HPO_{4} 0,1M, pH 7,5, piruvato sódico 20 mM, MgCl_{2} 0,5 mM) y se desaló en una columna de Sephadex G-25 PD-10^{5}. Los extractos enzimáticos se analizaron inmediatamente.
La actividad ALS se mide mediante la adición de 0,2 ml de preparación enzimática (diluida a 3:1 con tampón de resuspensión) a 1,3 ml de tampón de reacción (K_{2}HPO_{4} 25 mM, pH 7,0, MgCl_{2} 0,625 mM, piruvato sódico 25 mM, pirofosfato de tiamina 0,625 mM, flavín adenina dinucleótido 1,25 \muM) y se incubó a 35ºC durante 1 hora. Las mezclas de reacción contenían una concentración final de 0, 4, 40, 400, 4000, 40000, 400000 o 4000000 nM de imazetapir, o 0, 0,9, 9, 90, 900, 9000, 90000 nM de clorsulfurón. La reacción se detuvo mediante adición de 40 \mul de H_{2}SO_{4} 6N e incubación a 60ºC durante 15 minutos. Este procedimiento, como ha descrito Westerfield (J. Biol. Chem. 16: 495-502 (1945)) también descarboxila el producto de la enzima ALS, acetolactato, para formar acetoína. Se formó un complejo de acetoína coloreado añadiendo de 1 ml de \alpha-naftol al 2,5% en peso y creatina al 0,25% en peso en NaOH 2,5N e incubando a 60ºC durante 15 minutos.
La acetoína adquirida se usó como patrón para la reacción colorimétrica. Las concentraciones de acetoína se determinaron midiendo la absorción de la solución de reacción a 530 nm. Los experimentos con cada herbicida se repitieron con tres duplicados cada uno. Las concentraciones de proteína de los extractos se determinaron mediante el método de Bradforf (Anal. Biochem. 72: 248-254 (1976)) usando seroalbúmina bovina para la curva patrón.
Los experimentos se llevaron a cabo dos veces y los tratamientos se repitieron tres veces. La Figura 3 muestra la respuesta de los extractos de ALS de 93R30B y la Rel-1 sensible. La 93R30B muestra un nivel de resistencia a imazetapir a nivel enzimático 1750 veces mayor (determinado mediante la proporción de I_{50} para las líneas resistentes y sensibles).
5. Número de copias del gen de la ALS
Se realizó un análisis de transferencia de tipo Southern para determinar el número de copias del gen de ALS presentes en la remolacha azucarera sensible. Se aisló el ADN genómico de plantas F_{3} sensibles descendientes del mutante original Sir-13 y se analizó usando técnicas de uso habitual (Current Protocols in Molecular Biology, J. Wiley and Sons, Nueva York (1991)). Asimismo, se analizó el ADN genómico de una variedad de remolacha azucarera comercial. En ambas líneas de remolacha azucarera se detectó una única copia del gen de ALS. Estos datos indicarían que toda la actividad de ALS de una remolacha azucarera homocigota de tipo mutante consistiría en la forma de enzima resistente. Esto también respalda la creencia de que el cambio SB observado en el aislamiento 93R30B es una forma alterada del alelo Sur de la ALS. Esto se confirmó como se describe más adelante.
6. Mutación en el gen de la ALS
Para determinar la base molecular de la resistencia a la enzima ALS se usaron técnicas estándar para secuenciar dos regiones del gen de la ALS donde se han producido todas las mutaciones de la resistencia al herbicida previamente indicadas (Current Protocols in Molecular Biology, J. Wiley and Sons, Nueva York (1991)). El gen de la ALS de la remolacha azucarera se había secuenciado anteriormente (patente de EE.UU. 5.378.824) y se habían diseñado cebadores para la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para amplificar las dos regiones del gen responsable de los casos indicados anteriormente de resistencia de la planta al herbicida. La comparación de los datos de la secuencia de las plantas de remolacha azucarera SU-R IM-S TP-R (Sur), SU-R IM-R TP-R (SB) y sensible (Rel-1) indicó que los rasgos de resistencia a herbicida de la 93R30B se debían a dos mutaciones independientes en el gen de la ALS.
La mutación causante de SU-R IM-S TP-R (Sur) es el resultado de un cambio en un solo nucleótido de citosina a timina en la posición 562 de la secuencia nucleotídica, que tiene como resultado una sustitución de serina por prolina en la posición 188 en la secuencia de aminoácido de la ALS de la remolacha azucarera. Este sitio ha sido implicado anteriormente en la resistencia a sulfonilurea en Arabidopsis thaliana (Haughn y col., Molecular and General Genetics 211: 266-271 (1988)), tabaco (Lee y col., EMBO J. 7: 1241-1248 (1988) y en levaduras (patente de EE.UU. 5.378.824). No se observó ningún otro cambio de bases en la secuencia de nucleótidos de tipo salvaje en las dos regiones del gen de la ALS estudiado.
La mutación causante de SU-R IM-R TP-R (SB) es el resultado de dos mutaciones independientes en la secuencia nucleotídica de la ALS que tienen como resultado dos cambios de aminoácidos diferentes. El primer cambio es idéntico a la mutación Sur descrita antes. Esta observación era esperada, ya que una planta de remolacha azucarera (93R30B) sirvió como el material de partida para la selección de IM-R. Además de esta mutación puntual se observó un cambio adicional en un solo nucleótido de guanina a adenina en la posición 337. Esta segunda mutación tiene como resultado una sustitución de treonina por alanina en la posición 113 en la secuencia de aminoácido de la ALS de la remolacha azucarera. Este sitio ha sido implicado anteriormente en la resistencia a imidazolinona en abrojo (Bernasconi y col. J. Biol. Chem. 270: 17381-17385 (1995)) y para la resistencia a sulfonilurea en levaduras (patente de EE.UU. 5.378.824). No se observó ningún otro cambio de bases en la secuencia de nucleótidos de tipo salvaje en las dos regiones del gen de la ALS estudiado.
La información siguiente muestra sinergismo de resistencia a herbicida de posibles mutaciones Ala_{113} \rightarrow Thr y Pro_{188} \rightarrow Ser.
La mutación doble en el gen de la ALS de la remolacha azucarera SB proporciona resistencia al herbicida a la combinación de las familias químicas proporcionadas por cada una de las plantas de remolacha azucarera mutantes sencillos individualmente (es decir, Sur y Sir-13). La figura 4 exhibe las características básicas de la resistencia cruzada familiar de los dos mutantes sencillos (Sur y Sir-13) y del mutante doble (SB). Los aminoácidos representados en la Figura 4 representan los 5 residuos conservados estrictamente que en la literatura se han publicado como implicados en la resistencia a herbicida inhibidora de la ALS en plantas. La interacción de las mutaciones independientes en la enzima con mutación doble (y las plantas correspondientes) es única. La combinación de la resistencia específica para IM observada con la sustitución de aminoácidos Sir-13 (Ala_{113} \rightarrow Thr) y la resistencia a SU y TP observada con la sustitución Sur (Pro_{188} \rightarrow Ser) tienen como resultado una planta de remolacha azucarera 93R30B (también conocida como SB) resistente a las tres clases de química del herbicida.
Sin embargo, las resistencias no son aditivas. En su lugar, las mutaciones son sinérgicas en relación a la resistencia a los herbicidas de imidazolinona e imazatapir y AC 299,263. Este fenómeno se puede ser visualmente en las Figuras 5 y 6, y cuantitativamente en la Tabla 2.
TABLA 2 Respuesta de la planta entera de remolacha azucarera a los herbicidas inhibidores de la ALS
Línea de remolacha azucarera
Rel-1 Sir-13 Sur 93R30B
Herbicida Clase I50 (g ha-1) R/S R/S R/S
Imazetapir IMI 0,5 100X 3X 300X
AC 299,263 IMI 1,1 130X 4X > 250X
Clorsulfurón SU 0,07 1X > 1000X 20X
Sulfometurón SU 0,2 1X 23X 4X
Las plantas de remolacha azucarera con una única mutación, Sur y Sir-13, exhiben una resistencia 3 y 100 veces mayor a imazetapir; mientras que, el mutante doble, SB, posee una resistencia 300 veces mayor al herbicida cuando se aplica una vez que han salido a las plantas enteras. Este sinergismo está respaldado por la respuesta observada a la enzima ALS de cada uno de los mutantes para imazetapir (Figura 7). De nuevo, una resistencia sinergística al herbicida en el mutante doble, SB (> 1000X) frente a los mutantes sencillos, Sur (1X) y Sir-13 (40X), solos.
Un sinergismo similar es evidente para la clase de herbicidas TP. La resistencia de los brotes para los mutantes sencillos Sur y Sir-13 es 40x y 1X, respectivamente, y 60X para el mutante doble, SB. Los datos sobre la enzima ALS respaldan esta observación de sinergismo con resistencia 50x y 3X a flumetsulam para los mutantes sencillos Sur y Sir-13, respectivamente, y resistencia 200X para el mutante doble, SB (Figura 8). La segunda mutación observada en el SB en realidad reduce la resistencia a clorsulfurón (un herbicida de clase SU) observada a nivel de la planta entera (Figura 9). Para el clorsulfurón, la resistencia de la planta entera del mutante doble SB (20X) se reduce en más de 50 veces mediante la adición de la mutación equivalente a Sir-13 (Ala_{113} \rightarrow Thr) (resistencia 1X) al gen de resistencia a SU, Sur (Pro_{188} \rightarrow Ser) (resistencia > 10000X) (Tabla 2). La causa del antagonismo entre el mutante sencillo Sur y el mutante doble SB todavía se desconoce. A nivel de la enzima ALS, también se observa una resistencia sinergística con clorsulfurón (Figura 10).
Debe apreciarse que la selección por resistencia a imidazolinona se puede conseguir primero y después se puede obtener la resistencia a sulfonilurea.
Se pretende que la anterior descripción sea sólo ilustrativa de la presente invención y que la presente invención esté limitada únicamente por las siguientes reivindicaciones adjuntas. Las secuencias de aminoácidos de la Figura 4 se muestran en los Nº de ID de SEC: 1, 2, 3 y 4.
(1) INFORMACIÓN GENERAL:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
SOLICITANTE: Donald Penner, Terry R. Wright
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TÍTULO DE LA INVENCIÓN: Remolacha azucarera resistente al herbicida de imidazolinona
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
NÚMERO DE SECUENCIAS: 4
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
DIRECCIÓN POSTAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESTINATARIO: Ian C. McLeod
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CALLE: 2190 Commons Parkway
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CIUDAD: Okemos
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
ESTADO: Michigan
\vskip0.500000\baselineskip
(E)
PAÍS: EE.UU.
\vskip0.500000\baselineskip
(F)
CÓDIGO POSTAL: 48864
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
FORMA LEBIGLE POR ORDENADOR:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
TIPO DE MEDIO: Disquete, 5,25 pulgadas, memoria 360 kb
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
ORDENADOR: Compatible con IBM
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
SISTEMA OPERATIVO: MS-DOS
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
SOFTWARE: Wordperfect 5.1
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
DATOS DE LA SOLICITUD ACTUAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NÚMERO DE SOLICITUD:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
FECHA DE PRESENTACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CLASIFICACIÓN:
\vskip0.800000\baselineskip
(vii)
DATOS DE LA SOLICITUD PREVIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NÚMERO DE SOLICITUD: 08/683.533
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
FECHA DE PRESENTACIÓN: 17 de julio de 1996
\vskip0.800000\baselineskip
(viii)
INFORMACIÓN AGENTE/ABOGADO:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE: Ian C. McLeod
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
NÚMERO DE REGISTRO: 20.931
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
NÚMERO DE REFERENCIA/REGISTRO: MSU 4.1-344
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
INFORMACIÓN SOBRE TELECOMUNICACIONES:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
TELÉFONO: (517) 347-4100
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TELEFAX: (517) 347-4103
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TELEX: Ninguno
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA EL Nº DE ID DE SEC: 1:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 5
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: Aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CADENA: Sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: Lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESCRIPCIÓN: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
HIPOTÉTICA: NO
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
ANTISENTIDO: No
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
FUENTE ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
ORGANISMO: Remolacha azucarera
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CEPA: Salvaje
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
AISLAMIENTO INDIVIDUAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(G)
TIPO DE CÉLULA: N/A
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
CARACTERÍSTICA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE/CLAVE:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
LOCALIZACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN: Secuenciación
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
INFORMACIÓN ADICIONAL:
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: Nº ID SEC:1:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ala Pro Ala Trp Ser}
\vskip1.000000\baselineskip
(3) INFORMACIÓN PARA EL Nº DE ID DE SEC: 2:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 5
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: Aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CADENA: Sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: Lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESCRIPCIÓN: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
HIPOTÉTICA: NO
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
ANTISENTIDO: No
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
FUENTE ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
ORGANISMO: Remolacha azucarera
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CEPA: Sir-13
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
AISLAMIENTO INDIVIDUAL: N/A
\vskip0.500000\baselineskip
(G)
TIPO DE CÉLULA: N/A
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
CARACTERÍSTICA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE/CLAVE:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
LOCALIZACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN: Secuenciación
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
INFORMACIÓN ADICIONAL:
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: Nº ID SEC:2:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Thr Pro Ala Trp Ser}
\vskip1.000000\baselineskip
(4) INFORMACIÓN PARA EL Nº DE ID DE SEC: 3:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 5
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: Aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CADENA: Sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: Lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESCRIPCIÓN: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
HIPOTÉTICA: NO
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
ANTISENTIDO: No
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
FUENTE ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
ORGANISMO: Remolacha azucarera
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CEPA: Sur
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
AISLAMIENTO INDIVIDUAL: N/A
\vskip0.500000\baselineskip
(G)
TIPO DE CÉLULA: N/A
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
CARACTERÍSTICA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE/CLAVE:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
LOCALIZACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN: Secuenciación
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
INFORMACIÓN ADICIONAL:
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: Nº ID SEC:3:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ala Ser Ala Trp Ser}
\vskip1.000000\baselineskip
(5) INFORMACIÓN PARA EL Nº DE ID DE SEC: 4:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 5
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: Aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CADENA: Sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: Lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESCRIPCIÓN: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
HIPOTÉTICA: NO
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
ANTISENTIDO: No
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
FUENTE ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
ORGANISMO: Remolacha azucarera
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CEPA: 9R30B
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
AISLAMIENTO INDIVIDUAL: N/A
\vskip0.500000\baselineskip
(G)
TIPO DE CÉLULA: N/A
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
CARACTERÍSTICA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE/CLAVE:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
LOCALIZACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN: Secuenciación
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
INFORMACIÓN ADICIONAL:
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: Nº ID SEC:4:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Thr Ser Ala Trp Ser}

Claims (13)

1. Un material de planta de remolacha azucarera compuesto por células mutadas con un gen mutado de la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, en el que los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337, donde las células mutadas poseen una resistencia a los herbicidas de imidazolinona y sulfonilurea y donde la resistencia se transmite mediante cruzamiento convencional de plantas producidas a partir de las células, y las células son regenerables hasta una planta.
2. El material de la reivindicación 1, que se ha derivado de células sensibles de una planta de remolacha azucarera parental. Designada CR1-B depositada como ATCC 97961 y que posee resistencia a los herbicidas de sulfonilurea y no posee resistencia a los herbicidas de imidazolinona, mediante cultivo de las células sensibles en un medio de cultivo con el herbicida de imidazolinona para seleccionar las células mutadas.
3. El material vegetal de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, como semilla o propágulo de la semilla.
4. Un procedimiento para producir una resistencia a herbicida en una planta de remolacha azucarera, que comprende:
(a) exponer las primeras células de la remolacha azucarera con un gen mutado de la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, en el que los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562, a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen un rasgo homocigoto para la resistencia al herbicida de sulfonilurea; y
(b) seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas, en las que la resistencia se pueda transmitir por cruzamiento de una planta que contenga las segundas células.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que las segundas células derivan de las primeras células de una planta de remolacha azucarera designada 93R30B (SurSur), que es un descendiente homocigoto de CR1-B, estando esta última depositada como ATCC 97961, exponiendo las células de 93R30 a un herbicida de imidazolinona.
6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que las segundas células están en depósito de una semilla designada como ATCC 97535 (93R30B).
7. Un procedimiento para impartir una resistencia a herbicida en una remolacha azucarera que comprende:
(a) exponer las primeras células de remolacha azucarera a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen una resistencia homocigota al herbicida de sulfonilurea en un medio de cultivo;
(b) seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas,;
(c) inducir el crecimiento de una primera planta a partir de las segundas células, donde la planta posee la resistencia a los herbicidas con un gen mutado para la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, donde los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337; y
(d) cruzamiento de la primera planta con una segunda planta para producir una planta cruzada que posea la resistencia a los herbicidas.
8. Un procedimiento para impartir resistencia a herbicidas a otras remolachas, que comprende:
(a) exponer las primeras células de la planta de remolacha azucarera a un herbicida de imidazolinona en un medio de cultivo, en el que las primeras células poseen una resistencia homocigota al herbicida de sulfonilurea en un medio de cultivo;
(b) seleccionar segundas células que posean resistencia a ambos herbicidas,;
(c) inducir el crecimiento de una primera planta a partir de las segundas células, donde la planta posee la resistencia a los herbicidas con un gen mutado para la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, donde los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337; y
(d) cruzamiento de la primera planta con una segunda planta para producir una planta cruzada que posea la resistencia a los herbicidas.
9. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que las primeras células de la etapa (a) derivan de una remolacha azucarera designada 93R30, que es un descendiente homocigoto de CR1-B, estando está última depositada como ATCC 97961, exponiendo las células de 93R30 a un herbicida de imidazolinona.
\newpage
10. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que las segundas células están en depósito de una semilla designada como ATCC 97535 (93R30B).
11. Un procedimiento para controlar malas hierbas en crecimiento con las plantas de remolacha azucarera, que comprende:
(a) plantar en un campo semillas de remolacha azucarera que contengan células con un gen mutado para la acetolactato sintasa que codifica la sintasa, donde los nucleótidos están modificados de citosina a timina en la posición 562 y de guanina a adenina en la posición 337, donde las células mutadas poseen una resistencia a herbicidas de imidazolinona y de sulfonilurea, y donde la resistencia se transmite mediante cruzamiento convencional de plantas producidas a partir de las células para producir plantas de remolacha azucarera; y
(b) usar un herbicida de imidazolinona en la planta en el campo para controlar las malas hierbas.
12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la planta deriva de células sensibles de una planta de remolacha azucarera parental, designada CR1-B depositada como ATCC 97961 y que posee resistencia a los herbicidas de sulfonilurea y no posee resistencia a los herbicidas de imidazolinona, mediante cultivo de las células sensibles en un medio de cultivo con el herbicida de imidazolinona para seleccionar las células mutadas.
13. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la planta deriva de una semilla depositada como ATCC 97535 (93R30B).
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