BRPI0907359B1 - MUTATE HYDROXYPHENYLPYRUVATE DIOXYGENASE (HPPD), NUCLEIC ACID SEQUENCE, CHIMERIC GENE, MUTTED TRANSIT PEPTIDE/HPPD FUSION PROTEIN, CLONING AND/OR EXPRESSION VECTOR, METHOD OF OBTAINING A PLANT RESISTANT TO AN HPDD INHIBITOR AND CONTROL METHOD SELECTION OF WEEDS IN AN AREA OR FIELD - Google Patents

MUTATE HYDROXYPHENYLPYRUVATE DIOXYGENASE (HPPD), NUCLEIC ACID SEQUENCE, CHIMERIC GENE, MUTTED TRANSIT PEPTIDE/HPPD FUSION PROTEIN, CLONING AND/OR EXPRESSION VECTOR, METHOD OF OBTAINING A PLANT RESISTANT TO AN HPDD INHIBITOR AND CONTROL METHOD SELECTION OF WEEDS IN AN AREA OR FIELD Download PDF

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BRPI0907359B1
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BRPI0907359-0A
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Inventor
Marco Busch
Alain Sailland
Bernd Laber
Kerstin Fischer
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BASF Agricultural Solutions Seed US LLC
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Abstract

HIDROXIFENILPIRUVATO DIOXIGENASE (HPPD) MUTADA, SEQUÊNCIA DE ÁCIDO NUCLEICO, GENE QUIMÉRICO, PROTEÍNA DE FUSÃO DE PEPTÍDEO DE TRÂNSITO,/HPPD MUTADA, VETOR DE CLONAGEM E/OU EXPRESSÃO , MÉTODO DE OBTENÇÃP DE UMA PLANTA RESISTENTE A UM INIBIDOR DE HPPD, MÉTODO DE CONTROLE DE ERVAS DANINHAS EM UMA ÁREA OU CAMPO, MÉTODO DE OBTENÇÃO DE ÓLEO OU FARELO E USO DE UMA HPPD MUTADA. A presente invenção refere-se a uma sequência de ácido nucleico que codifica uma hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD) mutada, gene quimérico que compreende essa sequência como sequência codificadora e seu uso na obtenção de plantas que são resistentes a herbicidas inibidores de HPPD.MUTATE HYDROXYPHENYLPYRUVATE DIOXYGENASE (HPPD), NUCLEIC ACID SEQUENCE, CHIMERIC GENE, TRANSIT PEPTIDE FUSION PROTEIN,/MUTATED HPPD, CLONING AND/OR EXPRESSION VECTOR, METHOD OF OBTAINING A PLANT RESISTANT TO AN HPPD INHIBITOR, METHOD OF CONTROL OF WEEDS IN AN AREA OR FIELD, METHOD OF OBTAINING OIL OR BRAN AND USE OF A MUTATED HPPD. The present invention relates to a nucleic acid sequence encoding a mutated hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD), a chimeric gene comprising this sequence as a coding sequence, and its use in obtaining plants that are resistant to HPPD-inhibiting herbicides.

Description

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

A presente invenção refere-se a uma sequência de ácido nucleico que codifica uma hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD) mutada, a um gene quimérico que compreende essa sequência como sequência codificadora, e seu uso na obtenção de plantas que são resistentes a herbicidas inibidores de HPPD.The present invention relates to a nucleic acid sequence encoding a mutated hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD), a chimeric gene comprising this sequence as a coding sequence, and its use in obtaining plants that are resistant to HPPD-inhibiting herbicides.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

As hidroxifenilpiruvato dioxigenases (HPPD; EC 1.13.11.27) são enzimas que catalisam a reação na qual para-hidroxifenilpiruvato (HPP), um produto de degradação de tirosina, é transformado em homogentisato (HG), o precursor nas plantas de tocoferol e plastoquinona (Crouch, N. P. et al, 1997; Fritze et al, 2004). O tocoferol age como um antioxidante associado à membrana. A plastoquinona age, em primeiro lugar, como um condutor de elétrons entre PSII e o complexo de citocromo b6/f e, em segundo lugar, é um cofator redox de fitoeno dessaturase, que está envolvida na biossíntese de carotenoides.Hydroxyphenylpyruvate dioxygenases (HPPD; EC 1.13.11.27) are enzymes that catalyze the reaction in which parahydroxyphenylpyruvate (HPP), a degradation product of tyrosine, is transformed into homogentisate (HG), the plant precursor of tocopherol and plastoquinone ( Crouch, N. P. et al, 1997; Fritze et al, 2004). Tocopherol acts as a membrane-associated antioxidant. Plastoquinone acts, firstly, as an electron conductor between PSII and the cytochrome b6/f complex and, secondly, it is a redox cofactor of phytoene desaturase, which is involved in carotenoid biosynthesis.

A maior parte das plantas sintetiza tirosina por meio de arrogenato (Abou-Zeid et al, 1995; Bonner et al, 1995; Byng et al, 1981; Connely e Conn, 1986; Gaines et al, 1982). Nessas plantas, a HPP é derivada apenas da degradação de tirosina. Por outro lado, em organismos tais como a levedura Saccharomyces cerevisiae ou a bactéria Escherichia coli, HPP é uma precursora de tirosina e é sintetizada por meio da ação de uma enzima, prefenato desidrogenase (denominada a seguir PDH), que converte prefenato em HPP (Lingens et al, 1967; Sampathkumar e Morrison, 1982). Nesses organismos, a produção de HPP está diretamente relacionada, portanto, ao processo biossintético de aminoácidos aromáticos (via do shikimato) e não ao processo de degradação de tirosina.Most plants synthesize tyrosine via arrogenate (Abou-Zeid et al, 1995; Bonner et al, 1995; Byng et al, 1981; Connely and Conn, 1986; Gaines et al, 1982). In these plants, HPP is derived solely from tyrosine degradation. On the other hand, in organisms such as the yeast Saccharomyces cerevisiae or the bacterium Escherichia coli, HPP is a tyrosine precursor and is synthesized through the action of an enzyme, prephenate dehydrogenase (hereafter PDH), which converts prephenate to HPP ( Lingens et al, 1967; Sampathkumar and Morrison, 1982). In these organisms, the production of HPP is therefore directly related to the biosynthetic process of aromatic amino acids (shikimate pathway) and not to the tyrosine degradation process.

A inibição de HPPD gera o desacoplamento da fotossíntese, deficiência de pigmentos acessórios de absorção de luz e, o mais importante, destruição da clorofila pela radiação UV e espécies reativas de oxigênio, devido à falta de fotoproteção normalmente fornecida pelos carotenoides (Norris et al, 1995). A fotodegradação de tecidos fotossinteticamente ativos gera a inibição do crescimento e a morte da planta.Inhibition of HPPD generates uncoupling of photosynthesis, deficiency of light-absorbing accessory pigments and, most importantly, destruction of chlorophyll by UV radiation and reactive oxygen species, due to the lack of photoprotection normally provided by carotenoids (Norris et al, 1995). Photodegradation of photosynthetically active tissues leads to growth inhibition and plant death.

Algumas moléculas que inibem HPPD e que se ligam especificamente à enzima a fim de inibir a transformação do HPP em homogentisato provaram ser herbicidas seletivos muito eficazes.Some molecules that inhibit HPPD and that specifically bind to the enzyme in order to inhibit the transformation of HPP into homogentisate have proven to be very effective selective herbicides.

A maior parte dos herbicidas inibidores de HPPD disponíveis comercialmente pertence a uma destas quatro famílias químicas: 1. tricetonas, tais como sulcotriona (ou seja, 2-[2-cloro-4- (metilsulfonil)benzoil]-1,3-ciclo-hexanodiona), mesotriona (ou seja, 2-[4- (metilsulfonil)-2-nitrobenzoil]-1,3-ciclo-hexanodiona), tembotriona (ou seja, 2-[2- cloro-4-(metilsulfonil)-3-[(2,2,2-trifluoroetóxi)metil]benzoil]-1,3-ciclo- hexanodiona); 2. dicetonitrilas, tais como 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2- metilsulfonil-4-trifluorometilfenil)-propano-1,3-diona e 2-ciano-1-[4- (metilsulfonil)-2-trifluorometilfenil]-3-(1-metilciclopropil)propano-1,3-fiona; 3. isoxazóis, tais como isoxaflutol (ou seja, (5-ciclopropil-4- isoxazolil)[2-(metilsulfonil)-4-(trifluorometil)fenil]metanona); em plantas, o isoxaflutol é rapidamente metabolizado em DKN, um composto de dicetonitrila que exibe a propriedade de inibição de HPPD; e 4. pirazolinatos, tais como topramezona (ou seja, [3-(4,5-di- hidro-3-isoxazolil)-2-metil-4-(metilsulfonil)fenil](5-hidróxi-1-metil-1H-pirazol-4- il)metanona) e pirassulfotol ((5-hidróxi-1,3-dimetilpirazol-4-il(2-mesil-4- trifluorometilfenil)metanona).Most commercially available HPPD inhibitor herbicides belong to one of four chemical families: 1. Triketones, such as sulcotrione (i.e., 2-[2-chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl]-1,3-cyclo- hexanedione), mesotrione (i.e. 2-[4-(methylsulfonyl)-2-nitrobenzoyl]-1,3-cyclohexanedione), tembotrione (i.e. 2-[2-chloro-4-(methylsulfonyl)-3 -[(2,2,2-trifluoroethoxy)methyl]benzoyl]-1,3-cyclohexanedione); 2. Diketonitrils, such as 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-methylsulfonyl-4-trifluoromethylphenyl)-propane-1,3-dione and 2-cyano-1-[4-(methylsulfonyl)-2-trifluoromethylphenyl ]-3-(1-methylcyclopropyl)propane-1,3-fione; 3. isoxazoles, such as isoxaflutole (i.e., (5-cyclopropyl-4-isoxazolyl)[2-(methylsulfonyl)-4-(trifluoromethyl)phenyl]methanone); in plants, isoxaflutole is rapidly metabolized to DKN, a diketonitrile compound that exhibits HPPD-inhibiting property; and 4. pyrazolinates, such as topramezone (i.e., [3-(4,5-dihydro-3-isoxazolyl)-2-methyl-4-(methylsulfonyl)phenyl](5-hydroxy-1-methyl-1H -pyrazol-4-yl)methanone) and pyrasulfotol ((5-hydroxy-1,3-dimethylpyrazol-4-yl(2-mesyl-4-trifluoromethylphenyl)methanone).

Esses herbicidas inibidores de HPPD podem ser utilizados em gramas e/ou ervas daninhas de folhas largas de plantas de cultura que exibam tolerância metabólica, tais como milho (Zea mays), no qual são rapidamente degradados (Schulz et al, 1993; Mitchell et al, 2001; Garcia et al, 2000; Pallett et al, 2001). A fim de estender o escopo desses herbicidas inibidores de HPPD, foram desenvolvidos vários esforços para conferir às plantas, particularmente plantas com ou sem tolerância metabólica abaixo do normal, uma tolerância em nível agrícola.These HPPD-inhibiting herbicides can be used on grasses and/or broadleaf weeds of crop plants that exhibit metabolic tolerance, such as corn (Zea mays), in which they are rapidly degraded (Schulz et al, 1993; Mitchell et al , 2001; Garcia et al, 2000; Pallett et al, 2001). In order to extend the scope of these HPPD-inhibiting herbicides, several efforts have been undertaken to confer agricultural-level tolerance on plants, particularly plants with or without subnormal metabolic tolerance.

Além da tentativa de superar a produção mediada por HPPD de homogentisato (patente US 6.812.010), foi realizada a hiperexpressão da enzima sensível para produzir quantidades da enzima alvo na planta que sejam suficientes com relação ao herbicida (publicação WO 96/38567). A hiperexpressão de HPPD resultou em melhor tolerância pré-emergência ao derivado de dicetonitrila (DKN) de isoxaflutol (IFT), mas a tolerância não foi suficiente para o tratamento pós-emergência (Matringe et al, 2005).In addition to the attempt to overcome the HPPD-mediated production of homogentisate (US patent 6,812,010), hyperexpression of the sensitive enzyme was carried out to produce amounts of the target enzyme in the plant that are sufficient with respect to the herbicide (publication WO 96/38567). Overexpression of HPPD resulted in improved pre-emergence tolerance to the diketonitrile (DKN) derivative of isoxaflutole (IFT), but tolerance was not sufficient for post-emergence treatment (Matringe et al, 2005).

Uma terceira estratégia foi a mutação da HPPD, a fim de obter uma enzima alvo que, embora mantendo as suas propriedades de catalisação de transformação de HPP em homogentisato, seja menos sensível a inibidores de HPPD que a HPPD nativa antes da mutação. Esta estratégia vem sendo aplicada com sucesso na produção de plantas tolerantes a 2-ciano-3- ciclopropil-1-(2-metilsulfonil-4-trifluorometilfenil)-propano-1,3-diona e 2-ciano-1- [4-(metilsulfonil)-2-trifluorometilfenil]-3-(1-metilciclopropil)propano-1,3-fiona (patente EP496630), dois herbicidas inibidores de HPPD pertencentes à família das dicetonitrilas (publicação WO 99/24585). As mutações Pro215Leu, Gly336Glu, Gly336Ile e, mais especificamente, Gly336Trp (as posições do aminoácido mutado são indicadas com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2) foram identificados como mutações que são responsáveis por um aumento da tolerância ao tratamento pré-emergência com esses herbicidas de dicetonitrila sem causar alterações da atividade da enzima. Mais recentemente, demonstrou-se que a introdução de um gene HPPD de Pseudomonas no genoma plastidial de fumo e soja é muito mais eficaz que a transformação nuclear, conferindo ainda tolerância à aplicação pós-emergência de isoxaflutol (Dufourmantel et al, 2007). Na publicação WO 04/024928, os inventores procuraram aumentar a biossíntese de prenilquinona (tal como a síntese de plastoquinonas, tocoferóis) nas células de plantas por meio do aumento do fluxo do precursor de HPP nas células dessas plantas. Isso foi feito conectando-se a síntese do mencionado precursor a via de “shikimato” por meio da hiperexpressão de uma enzima PDH. Eles também observaram que a transformação das plantas com um gene que codifica uma enzima PDH possibilita o aumento da tolerância das mencionadas plantas aos inibidores de HPPD.A third strategy was to mutate HPPD in order to obtain a target enzyme that, while maintaining its catalyzing properties of transforming HPP into homogentisate, is less sensitive to HPPD inhibitors than native HPPD before mutation. This strategy has been successfully applied in the production of plants tolerant to 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-methylsulfonyl-4-trifluoromethylphenyl)-propane-1,3-dione and 2-cyano-1- [4- (methylsulfonyl)-2-trifluoromethylphenyl]-3-(1-methylcyclopropyl)propane-1,3-fione (patent EP496630), two HPPD inhibitor herbicides belonging to the diketonitrile family (publication WO 99/24585). The mutations Pro215Leu, Gly336Glu, Gly336Ile and, more specifically, Gly336Trp (mutated amino acid positions are indicated with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2) have been identified as mutations that are responsible for an increase in tolerance to pre-treatment. emergence with these diketonitrile herbicides without causing changes in enzyme activity. More recently, it was demonstrated that the introduction of a Pseudomonas HPPD gene into the plastid genome of tobacco and soybean is much more effective than nuclear transformation, also conferring tolerance to post-emergence application of isoxaflutole (Dufourmantel et al, 2007). In publication WO 04/024928, the inventors sought to increase the biosynthesis of prenylquinone (such as the synthesis of plastoquinones, tocopherols) in plant cells by increasing the flux of the HPP precursor into the cells of those plants. This was done by connecting the synthesis of the aforementioned precursor to the “shikimate” pathway through the overexpression of a PDH enzyme. They also observed that the transformation of plants with a gene that encodes a PDH enzyme makes it possible to increase the tolerance of the aforementioned plants to HPPD inhibitors.

Apesar desses sucessos obtidos para o desenvolvimento de plantas que exibem tolerância a herbicidas de dicetonitrila, ainda é necessário desenvolver e/ou aprimorar o sistema de tolerância a inibidores de HPPD, particularmente para inibidores de HPPD pertencentes às classes das tricetonas (tais como sulcotriona, mesotriona e tembotriona) e dos pirazolinatos (tais como topramezona e pirassulfotol).Despite these successes achieved in the development of plants that exhibit tolerance to diketonitrile herbicides, it is still necessary to develop and/or improve the HPPD inhibitor tolerance system, particularly for HPPD inhibitors belonging to the triketone classes (such as sulcotrione, mesotrione and tembotrione) and pyrazolinates (such as topramezone and pyrasulfotol).

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

A presente invenção refere-se, portanto, a novas enzimas HPPD mutadas que mantêm as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que são menos sensíveis a inibidores de HPPD que a HPPD original não mutada, caracterizadas pelo fato de que tais enzimas contêm uma mutação na posição 336 (aminoácido glicina na HPPD nativa), com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2, que é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu e Gly336Asp.The present invention therefore relates to new mutated HPPD enzymes that maintain their properties of catalyzing the conversion of parahydroxyphenylpyruvate (HPP) into homogentisate and that are less sensitive to HPPD inhibitors than the original unmutated HPPD, characterized by fact that such enzymes contain a mutation at position 336 (amino acid glycine in native HPPD), with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2, which is selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu and Gly336Asp.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Em uma realização específica, a mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val, desde que a HPPD mutada não seja a mutante duplo Gly334Ala-Gly336Arg (as posições são fornecidas com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2).In a specific embodiment, the mutation at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO: 2 is selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val, provided that the mutated HPPD other than the Gly334Ala-Gly336Arg double mutant (positions are given with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2).

Em uma realização mais específica, a mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Met, Gly336Cys e Gly336Phe.In a more specific embodiment, the mutation at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 is selected from the following mutations: Gly336His, Gly336Met, Gly336Cys and Gly336Phe.

Em uma outra realização específica, a enzima HPPD é de uma planta, particularmente de Arabidopsis thaliana, e contém uma mutação sobre glicina na posição 422 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 (ou seja, posição 336 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2) que é selecionado a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu e Gly336Asp.In another specific embodiment, the HPPD enzyme is from a plant, particularly Arabidopsis thaliana, and contains a glycine mutation at position 422 with reference to the Arabidopsis HPPD amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 (i.e., position 336 with reference to the amino acid sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO: 2) which is selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu and Gly336Asp.

Em uma realização mais específica, a mutação na posição 422 com referência a HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 (ou seja, na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2) é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Asn, Gly3364Cys e Gly336Val e a HPPD mutada é de origem vegetal, particularmente de Arabidopsis. Observa-se que a posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é a posição 422 com referência a HPPD de Arabidopsis thaliana de SEQ ID N° 4.In a more specific embodiment, the mutation at position 422 with reference to Arabidopsis HPPD of SEQ ID NO. 4 (i.e., at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2) is selected from the mutations to follow: Gly336His, Gly336Asn, Gly3364Cys and Gly336Val and the mutated HPPD is of plant origin, particularly from Arabidopsis. It is observed that position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 is position 422 with reference to Arabidopsis thaliana HPPD of SEQ ID NO. 4.

Em uma realização específica, a HPPD mutada de acordo com a presente invenção é menos sensível que a HPPD original não mutada a um herbicida inibidor de HPPD da classe dos isoxazóis, dicetonitrilas, tricetonas ou pirazolinatos.In a specific embodiment, the mutated HPPD according to the present invention is less sensitive than the original unmutated HPPD to an HPPD-inhibiting herbicide of the isoxazole, diketonitrile, triketone or pyrazolinate class.

Em uma realização específica, a HPPD mutada de acordo com a presente invenção é menos sensível que a HPPD original não mutada a um herbicida inibidor de HPPD selecionado a partir de isoxaflutol, tembotriona, mesotriona, sulcotriona, pirassulfotol, topramezona, 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2- SO2CH3-4-CF3 fenil)propano-1,3-diona e 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2-SO2CH3-4- 2,3 Cl2 fenil)propano-1,3-diona.In a specific embodiment, the mutated HPPD according to the present invention is less sensitive than the original unmutated HPPD to an HPPD-inhibiting herbicide selected from isoxaflutole, tembotrione, mesotrione, sulcotrione, pyrasulfotol, topramezone, 2-cyano-3 -cyclopropyl-1-(2-SO2CH3-4-CF3 phenyl)propane-1,3-dione and 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-SO2CH3-4- 2,3 Cl2 phenyl)propane-1, 3-dione.

Em uma outra realização específica, a HPPD mutada de acordo com a presente invenção é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas (denominado inibidor de HPPD de tricetona), tal como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, particularmente tembotriona, ou da classe de pirazolinatos (denominado inibidor de HPPD de pirazolinato), tal como pirassulfotol e topramezona, que a HPPD original não mutada.In another specific embodiment, the mutated HPPD according to the present invention is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class (so-called triketone HPPD inhibitor), such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, particularly tembotrione, or of the class of pyrazolinates (called pyrazolinate HPPD inhibitor), such as pyrasulfotol and topramezone, than the original unmutated HPPD.

Em uma realização mais específica, a HPPD mutada de acordo com a presente invenção é menos sensível a um inibidor de HPPD tricetona selecionado a partir de tembotriona, sulcotriona e mesotriona, particularmente tembotriona.In a more specific embodiment, the mutated HPPD according to the present invention is less sensitive to a triketone HPPD inhibitor selected from tembotrione, sulcotrione and mesotrione, particularly tembotrione.

Em uma outra realização específica, a HPPD mutada de acordo com a presente invenção contém uma segunda mutação, além da primeira mutação sobre o aminoácido glicina na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.In another specific embodiment, the HPPD mutated according to the present invention contains a second mutation, in addition to the first mutation on the amino acid glycine at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2.

Em uma realização mais específica, o segundo aminoácido mutado é selecionado a partir dos aminoácidos selecionados: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 e Asn337, com referência à sequência HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.In a more specific embodiment, the second mutated amino acid is selected from the selected amino acids: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 and Asn337, with reference to the Pseudomonas HPPD sequence of SEQ ID No. 2.

Além disso, a presente invenção fornece enzimas HPPD que sofreram mutação que retêm as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que são menos sensíveis a inibidores de HPPD da classe de tricetonas tais como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, ou da classe de pirazolinatos tais como pirassulfotol e topramezona, que a HPPD original não mutada, caracterizadas pelo fato de que contêm uma mutação do aminoácido glicina na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2, bem como usos dessas enzimas para tornar as plantas tolerantes a esses inibidores de HPPD, processos em que herbicidas tricetonas ou pirazolinatos são aplicados a plantas que expressam essas enzimas mutantes e plantas tolerantes a esses inibidores de HPPD da classe de tricetonas ou pirazolinatos compreendendo no seu genoma um gene que codifica certas enzimas de HPPD que sofreram mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.Furthermore, the present invention provides mutated HPPD enzymes that retain their properties of catalyzing the conversion of parahydroxyphenylpyruvate (HPP) to homogentisate and that are less sensitive to HPPD inhibitors of the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione. , or the class of pyrazolinates such as pyrasulfotol and topramezone, which are the original unmutated HPPD, characterized by the fact that they contain a mutation of the amino acid glycine at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID No. 2, as well as uses of these enzymes to make plants tolerant to these HPPD inhibitors, processes in which triketone or pyrazolinate herbicides are applied to plants expressing these mutant enzymes and plants tolerant to such HPPD inhibitors of the triketone or pyrazolinate class comprising in their genome a gene encoding certain HPPD enzymes that have been mutated at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2.

Em uma realização específica da presente invenção, a enzima HPPD mutada é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas tal como tembotriona, sulcotriona e mesotriona que a HPPD original sem mutação e sofre mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 de acordo com uma mutação selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val.In a specific embodiment of the present invention, the mutated HPPD enzyme is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione than the original unmutated HPPD and is mutated at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 according to a mutation selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val.

Em uma realização específica da presente invenção, a enzima HPPD mutada é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas tal como tembotriona, sulcotriona e mesotriona que a HPPD original sem mutação e sofre mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 de acordo com uma mutação selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe e Gly336Cys.In a specific embodiment of the present invention, the mutated HPPD enzyme is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione than the original unmutated HPPD and is mutated at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 according to a mutation selected from the following mutations: Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe and Gly336Cys.

Diversos HPPDs e suas sequências primárias foram descritos no estado da técnica, particularmente os HPPDs de bactérias tais como Pseudomonas (Rüetschi et al, Eur. J. Biochem., 205, 459-466, 1992, publicação WO 96/38567), de plantas tais como Arabidopsis (publicação WO 96/38567, Genebank AF047834), cenoura (publicação WO 96/38567, Genebank 87257), Avena sativa (publicação WO 02/046387), trigo (publicação WO 02/046387), Brachiaria platyphylla (publicação WO 02/046387), Cenchrus echinatus (publicação WO 02/046387), Lolium rigidum (publicação WO 02/046387), Festuca arundinacea (publicação WO 02/046387), Setaria faberi (publicação WO 02/046387), Eleusine indica (publicação WO 02/046387) e sorgo (publicação WO 02/046387), de Coccicoides (Genebank COITRP) ou de mamíferos tais como camundongos e porcos. As sequências correspondentes descritas nas referências indicadas são incorporadas ao presente como referência.Several HPPDs and their primary sequences have been described in the prior art, particularly HPPDs from bacteria such as Pseudomonas (Rüetschi et al, Eur. J. Biochem., 205, 459-466, 1992, publication WO 96/38567), from plants such as Arabidopsis (publication WO 96/38567, Genebank AF047834), carrot (publication WO 96/38567, Genebank 87257), Avena sativa (publication WO 02/046387), wheat (publication WO 02/046387), Brachiaria platyphylla (publication WO 02/046387), Cenchrus echinatus (WO publication 02/046387), Lolium rigidum (WO publication 02/046387), Festuca arundinacea (WO publication 02/046387), Setaria faberi (WO publication 02/046387), Eleusine indica (WO publication 02/046387) and sorghum (publication WO 02/046387), from Coccicoides (Genebank COITRP) or from mammals such as mice and pigs. The corresponding sequences described in the indicated references are incorporated herein by reference.

Ao alinhar-se essas sequências conhecidas, utilizando os meios costumeiros da técnica, tais como o método descrito por Thompson, J. D. et al (CLUSTAL W: Improving the Sensitivity of Progressive Multiple Sequence Alignment through Sequence Weighting, Positions-Specific Gap Penalties and Weight Matrix Choice, Nucleic Acids Research, 22; 4673-4680, 1994) e acesso aos programas de computador de alinhamento de sequências que são acessíveis via Internet, por exemplo, os técnicos no assunto são capazes de definir as homologias de sequência com relação a uma sequência de referência e encontrar os aminoácidos chave ou definir regiões comuns.By aligning these known sequences, using the usual means of the art, such as the method described by Thompson, J. D. et al (CLUSTAL W: Improving the Sensitivity of Progressive Multiple Sequence Alignment through Sequence Weighting, Positions-Specific Gap Penalties and Weight Matrix Choice, Nucleic Acids Research, 22; 4673-4680, 1994) and access to sequence alignment computer programs that are accessible via the Internet, for example, those skilled in the art are able to define sequence homologies with respect to a sequence reference and find key amino acids or define common regions.

No caso da presente invenção, a sequência de referência é a sequência de Pseudomonas, com todas as definições e indicações das posições de aminoácidos específicos que são feitas com relação à sequência de HPPD de Pseudomonas primária de SEQ ID N° 2, exceto quando especificamente indicado. A Figura 1 anexa ilustra um alinhamento de diversas sequências de HPPD que são descritas no estado da técnica; essas sequências são alinhadas com relação à sequência de HPPD de Pseudomonas como a sequência de referência e compreendem as sequências de HPPD de Streptomyces avermitilis (Genebank SAV11864), de Daucus carota (Genebank DCU 87257), de Arabidopsis thaliana (Genebank AF047834), de Zea mais, de Hordeum vulgare (Genebank HVAJ693), de Mycosphaerella graminicola (Genebank AF038152), de Coccicoides immitis (Genebank COITRP) e de Mus musculus (Genebank MU54HD). Essa figura fornece a numeração dos aminoácidos da sequência de Pseudomonas e também os aminoácidos que são comuns para essas sequências, em que esses aminoácidos são indicados por um asterisco. Com base nesse alinhamento, é fácil, a partir da definição do aminoácido de Pseudomonas pela sua posição e sua natureza, identificar a posição do aminoácido correspondente em uma outra sequência de HPPD. A Figura 1 demonstra que isso pode ser feito com o alinhamento de sequências com origem em plantas, mamíferos e bactérias diferentes, o que demonstra que esse método de alinhamento, que é bem conhecido dos técnicos no assunto, pode ser generalizado para qualquer outra sequência. Um alinhamento de diferentes sequências de HPPD também é descrito na publicação WO 97/49816.In the case of the present invention, the reference sequence is the Pseudomonas sequence, with all definitions and indications of specific amino acid positions that are made with respect to the primary Pseudomonas HPPD sequence of SEQ ID NO. 2, except where specifically indicated . The attached Figure 1 illustrates an alignment of several HPPD sequences that are described in the prior art; These sequences are aligned with respect to the Pseudomonas HPPD sequence as the reference sequence and comprise the HPPD sequences of Streptomyces avermitilis (Genebank SAV11864), Daucus carota (Genebank DCU 87257), Arabidopsis thaliana (Genebank AF047834), Zea more, from Hordeum vulgare (Genebank HVAJ693), from Mycosphaerella graminicola (Genebank AF038152), from Coccicoides immitis (Genebank COITRP) and from Mus musculus (Genebank MU54HD). This figure provides the numbering of the amino acids in the Pseudomonas sequence and also the amino acids that are common to these sequences, where these amino acids are indicated by an asterisk. Based on this alignment, it is easy, by defining the Pseudomonas amino acid by its position and nature, to identify the position of the corresponding amino acid in another HPPD sequence. Figure 1 demonstrates that this can be done by aligning sequences originating from different plants, mammals and bacteria, which demonstrates that this alignment method, which is well known to those skilled in the art, can be generalized to any other sequence. An alignment of different HPPD sequences is also described in publication WO 97/49816.

Na publicação WO 99/24585, a análise da estrutura terciária do monômero HPPD de Pseudomonas exibe a presença de uma parte C-terminal dos HPPDs, que é onde está localizado o sítio ativo da enzima, ligado à sua parte N-terminal por um peptídeo de ligação que garante a estabilidade da enzima e sua oligomerização (a HPPD de Pseudomonas é um tetrâmero enquanto as HPPDs de plantas são dímeros). Esta estrutura foi obtida por meio dos métodos costumeiros de estudo de difração de raio X de cristal. O peptídeo de ligação possibilita a definição da extremidade N-terminal da parte C-terminal da enzima, em que o mencionado peptídeo de ligação está localizado entre os aminoácidos 145 e 157 no caso de Pseudomonas (cf. Figura 1). Dois aminoácidos, que se encontram nas posições 161 e 162 no caso da sequência de Pseudomonas (D = Asp161 e H = His162), serão observados em todas as sequências exibidas no alinhamento de sequências ilustrado na Figura 1 anexa. Com referência a HPPD de Pseudomonas, é possível, portanto, definir o peptídeo de ligação como estando localizado entre cerca de cinco e quinze aminoácidos acima no fluxo do aminoácido Asp161. Segundo a presente invenção, “HPPD mutada” é compreendida como sendo a substituição de pelo menos um aminoácido da sequência primária da HPPD por um outro aminoácido. A expressão “aminoácido mutado” será utilizada abaixo para designar o aminoácido que é substituído por um outro aminoácido, de forma a designar o sítio da mutação na sequência primária da proteína. Segundo a presente invenção, a mutação é efetuada sobre ao aminoácido glicina na posição 336 com referência à sequência de Pseudomonas de SEQ ID N° 2, que é comum para quase todas as sequências de HPPD identificadas. Das 240 sequências de HPPD conhecidas até aqui, 238 contêm uma glicina na posição 336 e apenas as sequências de HPPD de Synechococcus sp JA-3-3Ab (Acc-No Q2JX04) e Synechococcus sp. JA-2-3B’a (2-13) (Acc-No Q2JPN8)) contêm uma alanina nessa posição. Gly336 é parte de uma sequência de consenso “Gly-Phe-Gly-X-Gly-Asn-Phe” encontrada na maior parte das sequências de HPPD, em que X pode ser qualquer um dos vinte aminoácidos, dentre os HPPDs de diversas origens, o que possibilita a identificação do Gly336 sem nenhuma dificuldade em HPPDs de nenhuma fonte por meio do método de alinhamento de sequências. Gly336 com referência à sequência de Pseudomonas é, por exemplo, Gly422 com referência à sequência de Arabidopsis thaliana de SEQ ID N° 4 (vide Figura 1), mas, no presente, far-se-á referência a Gly na posição de referência 336 por meio de referência à sequência de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 (exceto quando indicado especificamente), muito embora a mutação possa ocorrer em qualquer enzima HPPD útil de acordo com a presente invenção, não necessariamente na HPPD de Pseudomonas.In publication WO 99/24585, analysis of the tertiary structure of the Pseudomonas HPPD monomer shows the presence of a C-terminal part of the HPPDs, which is where the active site of the enzyme is located, linked to its N-terminal part by a peptide binding that guarantees the stability of the enzyme and its oligomerization (Pseudomonas HPPD is a tetramer while plant HPPDs are dimers). This structure was obtained using the usual methods of studying crystal X-ray diffraction. The binding peptide makes it possible to define the N-terminal end of the C-terminal part of the enzyme, where the aforementioned binding peptide is located between amino acids 145 and 157 in the case of Pseudomonas (cf. Figure 1). Two amino acids, which are found at positions 161 and 162 in the case of the Pseudomonas sequence (D = Asp161 and H = His162), will be observed in all sequences shown in the sequence alignment illustrated in the attached Figure 1. With reference to Pseudomonas HPPD, it is therefore possible to define the binding peptide as being located between about five and fifteen amino acids upstream from the amino acid Asp161. According to the present invention, “mutated HPPD” is understood as the replacement of at least one amino acid in the HPPD primary sequence by another amino acid. The expression “mutated amino acid” will be used below to designate the amino acid that is replaced by another amino acid, in order to designate the mutation site in the primary sequence of the protein. According to the present invention, the mutation is made on the amino acid glycine at position 336 with reference to the Pseudomonas sequence of SEQ ID No. 2, which is common to almost all identified HPPD sequences. Of the 240 HPPD sequences known so far, 238 contain a glycine at position 336 and only the HPPD sequences from Synechococcus sp JA-3-3Ab (Acc-No Q2JX04) and Synechococcus sp. JA-2-3B’a (2-13) (Acc-No Q2JPN8)) contain an alanine at this position. Gly336 is part of a consensus sequence “Gly-Phe-Gly-X-Gly-Asn-Phe” found in most HPPD sequences, where X can be any of the twenty amino acids, among HPPDs of different origins, which makes it possible to identify Gly336 without any difficulty in HPPDs from any source using the sequence alignment method. Gly336 with reference to the Pseudomonas sequence is, for example, Gly422 with reference to the Arabidopsis thaliana sequence of SEQ ID NO. 4 (see Figure 1), but herein reference will be made to Gly at reference position 336 by reference to the Pseudomonas sequence of SEQ ID No. 2 (except where specifically indicated), although the mutation may occur in any HPPD enzyme useful in accordance with the present invention, not necessarily in Pseudomonas HPPD.

A atividade enzimática de HPPDs pode ser medida por meio de qualquer método que possibilite a medição da redução da quantidade dos substratos de HPP ou O2 ou a medição do acúmulo de quaisquer dos produtos derivados da reação enzimática, ou seja, homogentisato ou CO2. Particularmente, a atividade de HPPD pode ser medida por meio do método descrito em Garcia et al (1997) ou Garcia et al (1999), que são incorporados ao presente como referência.The enzymatic activity of HPPDs can be measured using any method that makes it possible to measure the reduction in the amount of HPP or O2 substrates or to measure the accumulation of any of the products derived from the enzymatic reaction, that is, homogentisate or CO2. In particular, HPPD activity can be measured using the method described in Garcia et al (1997) or Garcia et al (1999), which are incorporated herein by reference.

Segundo a presente invenção, um inibidor de HPPD da classe de tricetonas (ou inibidor de HPPD de tricetona) indica um inibidor de HPPD que possui um esqueleto de tricetona. Como exemplo desse inibidor de HPPD de tricetona, pode-se mencionar as moléculas sulcotriona (ou seja, 2-[2-cloro-4- (metilsulfonil)benzoil]-1,3-ciclo-hexanodiona), mesotriona (ou seja, 2-[4- (metilsulfonil)-2-nitrobenzoil]-1,3-ciclo-hexanodiona) e tembotriona (ou seja, 2-[2- cloro-4-(metilsulfonil)-3-[(2,2,2-trifluoroetóxi)metil]benzoil]-1,3-ciclo-hexanodiona).According to the present invention, a triketone class HPPD inhibitor (or triketone HPPD inhibitor) indicates an HPPD inhibitor that has a triketone skeleton. As an example of this triketone HPPD inhibitor, one can mention the molecules sulcotrione (i.e. 2-[2-chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl]-1,3-cyclohexanedione), mesotrione (i.e. 2 -[4-(methylsulfonyl)-2-nitrobenzoyl]-1,3-cyclohexanedione) and tembotrione (i.e., 2-[2-chloro-4-(methylsulfonyl)-3-[(2,2,2- trifluoroethoxy)methyl]benzoyl]-1,3-cyclohexanedione).

Segundo a presente invenção, uma HPPD da classe de pirazolinatos (ou inibidor de HPPD de pirazolinato) indica um inibidor de HPPD que contém um radical de pirazol. Como exemplo desse inibidor de HPPD de pirazolinato, pode-se mencionar as moléculas topramezona (ou seja, [3-(4,5-di- hidro-3-isoxazolil)-2-metil-4-(metilsulfonil)fenil](5-hidróxi-1-metil-1H-pirazol-4- il)metanona) e pirassulfotol ((5-hidróxi-1,3-dimetilpirazol-4-il(2-mesil-4- trifluorometilfenil)metanona).According to the present invention, an HPPD of the pyrazolinate class (or pyrazolinate HPPD inhibitor) indicates an HPPD inhibitor that contains a pyrazole radical. As an example of such a pyrazolinate HPPD inhibitor, one can mention the molecules topramezone (i.e., [3-(4,5-dihydro-3-isoxazolyl)-2-methyl-4-(methylsulfonyl)phenyl](5 -hydroxy-1-methyl-1H-pyrazol-4-yl)methanone) and pyrasulfotol ((5-hydroxy-1,3-dimethylpyrazol-4-yl(2-mesyl-4-trifluoromethylphenyl)methanone).

Em uma realização adicional da presente invenção, HPPD sofre mutação em uma segunda posição de aminoácido além da mutação de Gly336. A presença dessa segunda mutação pode aumentar ainda mais a tolerância ao mesmo herbicida inibidor de HPPD que aquele para o qual a primeira mutação confere uma tolerância, ou pode conferir tolerância a um segundo herbicida inibidor de HPPD. Exemplos dessas mutações que conferem tolerância a inibidores de HPPD e, particularmente, a dicetonitrilas e ao isoxaflutol, são descritos na publicação WO 99/24585.In a further embodiment of the present invention, HPPD is mutated at a second amino acid position in addition to the Gly336 mutation. The presence of this second mutation may further increase tolerance to the same HPPD-inhibiting herbicide as that for which the first mutation confers tolerance, or may confer tolerance to a second HPPD-inhibiting herbicide. Examples of such mutations that confer tolerance to HPPD inhibitors, and particularly to diketonitrile and isoxaflutole, are described in publication WO 99/24585.

Em uma realização específica da presente invenção, o segundo aminoácido mutado é selecionado a partir dos aminoácidos de referência a seguir, com referência à sequência de Pseudomonas de SEQ ID N° 2: Pro215, Gly332, Phe333, Gly334 e Asn337, bem como Gly298 na sequência de Pseudomonas (este último não possui correspondente em outros HPPDs, vide a Fig. 1).In a specific embodiment of the present invention, the second mutated amino acid is selected from the following reference amino acids, with reference to the Pseudomonas sequence of SEQ ID NO: 2: Pro215, Gly332, Phe333, Gly334 and Asn337, as well as Gly298 in Pseudomonas sequence (the latter has no counterpart in other HPPDs, see Fig. 1).

Em uma realização da presente invenção, o segundo aminoácido mutado é Pro215 com referência à sequência de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 e a mutação é particularmente Pro215Leu.In one embodiment of the present invention, the second mutated amino acid is Pro215 with reference to the Pseudomonas sequence of SEQ ID NO: 2 and the mutation is particularly Pro215Leu.

A presente invenção também se refere a uma sequência de ácido nucleico, particularmente um DNA isolado, que codifica uma HPPD mutada conforme descrito acima.The present invention also relates to a nucleic acid sequence, particularly an isolated DNA, encoding a mutated HPPD as described above.

A presente invenção também se refere a uma sequência de ácido nucleico que codifica uma enzima HPPD mutada e mantém as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que é menos sensível a inibidores de HPPD da classe de tricetonas tais como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, ou da classe de pirazolinatos, tais como pirassulfotol e topramezona, que a HPPD sem mutações originais, caracterizado pelo fato de que contém uma mutação do aminoácido glicina na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.The present invention also relates to a nucleic acid sequence which encodes a mutated HPPD enzyme and maintains its properties of catalyzing the conversion of parahydroxyphenylpyruvate (HPP) to homogentisate and which is less sensitive to HPPD inhibitors of the triketone class such such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, or from the class of pyrazolinates, such as pyrasulfotol and topramezone, which are HPPD without original mutations, characterized by the fact that it contains a mutation of the amino acid glycine at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID N ° 2.

Em uma realização mais específica, a sequência de ácido nucleico de acordo com a presente invenção codifica uma enzima HPPD mutada e é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas tal como tembotriona, sulcotriona e mesotriona que a HPPD sem mutação original e em que a HPPD sofre mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 de acordo com uma mutação selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val.In a more specific embodiment, the nucleic acid sequence according to the present invention encodes a mutated HPPD enzyme and is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione than the original unmutated HPPD and in that HPPD is mutated at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 according to a mutation selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val.

Em uma realização ainda mais específica, a sequência de ácido nucleico de acordo com a presente invenção codifica uma enzima HPPD mutada e é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas, tal como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, que a HPPD sem mutação original e em que a HPPD sofre mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 de acordo com uma mutação selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe e Gly336Cys.In an even more specific embodiment, the nucleic acid sequence according to the present invention encodes a mutated HPPD enzyme and is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class, such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, than unmutated HPPD. original and in which the HPPD is mutated at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 according to a mutation selected from the following mutations: Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe and Gly336Cys.

Segundo a presente invenção, compreende-se uma “sequência de ácido nucleico” como sendo uma sequência de nucleotídeos que pode ser do tipo DNA ou RNA, preferencialmente do tipo DNA, particularmente com duas fitas, seja ela de origem natural ou sintética, particularmente uma sequência de DNA na qual os códons que codificam a HPPD mutada de acordo com a presente invenção foram otimizados conforme o organismo hospedeiro no qual deve ser expresso (tal como por meio de substituição de códons pelos códons de maior preferência ou de preferência superior em tabelas de uso de códons desse organismo hospedeiro ou o grupo ao qual pertence esse organismo hospedeiro, em comparação com o hospedeiro original), em que esses métodos de otimização são bem conhecidos dos técnicos no assunto.According to the present invention, a “nucleic acid sequence” is understood to be a sequence of nucleotides that may be of the DNA or RNA type, preferably of the DNA type, particularly with two strands, whether of natural or synthetic origin, particularly one DNA sequence in which the codons encoding the mutated HPPD according to the present invention have been optimized according to the host organism in which it is to be expressed (such as by replacing codons with the most preferred or highest preferred codons in tables of codon usage of that host organism or the group to which that host organism belongs, compared to the original host), wherein these optimization methods are well known to those skilled in the art.

Um “DNA isolado”, da forma utilizada no presente, designa um DNA que não é de ocorrência natural ou não se encontra mais no ambiente natural no qual estava originalmente presente, tal como uma sequência codificadora de DNA associada a outros elementos reguladores em um gene quimérico, um DNA transferido para uma outra célula hospedeira, tal como uma célula vegetal, ou um DNA sintético artificial que contém uma sequência de nucleotídeos diferente em comparação com qualquer DNA de ocorrência natural conhecido.An “isolated DNA”, as used herein, means DNA that is not naturally occurring or no longer found in the natural environment in which it was originally present, such as a DNA coding sequence associated with other regulatory elements in a gene chimeric, a DNA transferred into another host cell, such as a plant cell, or an artificial synthetic DNA that contains a different nucleotide sequence compared to any known naturally occurring DNA.

A sequência que codifica uma HPPD original não mutada e sofrerá mutação de acordo com a presente invenção pode ser de qualquer origem. Particularmente, ele pode ser de origem bacteriana. Exemplos vantajosos que podem ser mencionados são bactérias do tipo Pseudomonas sp, tais como Pseudomonas fluorescens, ou outras cianobactérias do gênero Synechocystis. A sequência pode também ser de origem vegetal, particularmente derivada de plantas dicotiledôneas, plantas umbelíferas ou outras plantas monocotiledôneas. Exemplos vantajosos que podem ser mencionados são plantas tais como fumo, Arabidopsis, Daucus carotta, Zea mais (milho), trigo, cevada, Avena sativa, Brachiaria platyphylla, Cenchrus echinatus, Lolium rigidum, Festuca arundinacea, Setaria faberi, Eleusine indica e sorgo. As sequências codificadoras e a forma de seu isolamento e clonagem são descritas nas referências mencionadas anteriormente, cujo teor é incorporado ao presente como referência. Em uma realização específica da presente invenção, a HPPD possui origem bacteriana, particularmente de Pseudomonas sp, mais especificamente de Pseudomonas fluorescens ou de uma origem vegetal, particularmente de Arabidopsis thaliana.The sequence encoding an original, unmutated HPPD that will be mutated according to the present invention can be of any origin. Particularly, it may be of bacterial origin. Advantageous examples that can be mentioned are bacteria of the Pseudomonas sp type, such as Pseudomonas fluorescens, or other cyanobacteria of the genus Synechocystis. The sequence may also be of plant origin, particularly derived from dicotyledonous plants, umbelliferous plants or other monocotyledonous plants. Advantageous examples that may be mentioned are plants such as tobacco, Arabidopsis, Daucus carotta, Zea mais (corn), wheat, barley, Avena sativa, Brachiaria platyphylla, Cenchrus echinatus, Lolium rigidum, Festuca arundinacea, Setaria faberi, Eleusine indica and sorghum. The coding sequences and the method of their isolation and cloning are described in the references mentioned above, the content of which is incorporated herein by reference. In a specific embodiment of the present invention, the HPPD has bacterial origin, particularly from Pseudomonas sp, more specifically from Pseudomonas fluorescens or from a plant origin, particularly from Arabidopsis thaliana.

A HPPD para elaborar a(s) mutação(ões) para o propósito da presente invenção pode ser qualquer HPPD de ocorrência natural ou qualquer de seus fragmentos ativos ou qualquer de suas variações em que alguns aminoácidos (um a dez aminoácidos) foram substituídos, adicionados ou excluídos para fins de clonagem, para elaborar uma fusão de peptídeo de trânsito e similares, que mantenha a atividade de HPPD, ou seja, a propriedade de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato em homogentisato.The HPPD for making mutation(s) for the purpose of the present invention may be any naturally occurring HPPD or any of its active fragments or any of its variations in which some amino acids (one to ten amino acids) have been substituted, added or excluded for cloning purposes, to prepare a transit peptide fusion and the like, which maintains HPPD activity, that is, the property of catalyzing the conversion of parahydroxyphenylpyruvate into homogentisate.

Segundo a presente invenção, a HPPD pode ser uma HPPD quimérica. A expressão “HPPD quimérica” destina-se a indicar uma HPPD que compreende elementos originários de diversas HPPDs. Essas HPPDs quiméricas são descritos especificamente na publicação WO 99/24586.According to the present invention, the HPPD may be a chimeric HPPD. The term “chimeric HPPD” is intended to indicate an HPPD that comprises elements originating from several HPPDs. These chimeric HPPDs are specifically described in WO 99/24586.

A mutação pode ser efetuada na sequência de ácido nucleico que codifica a HPPD não mutada original por qualquer meio que seja apropriado para a substituição, na mencionada sequência, do códon que codifica o aminoácido mutado pelo códon que corresponde ao aminoácido que deve substituir, em que os mencionados códons são amplamente descritos na literatura e bem conhecidos dos técnicos no assunto.The mutation may be carried out in the nucleic acid sequence encoding the original unmutated HPPD by any means that is appropriate for replacing, in said sequence, the codon encoding the mutated amino acid with the codon corresponding to the amino acid it is to replace, wherein the aforementioned codons are widely described in the literature and well known to those skilled in the art.

Podem ser utilizados diversos métodos biológicos moleculares para atingir essa mutação.Several molecular biological methods can be used to achieve this mutation.

Um método preferido de preparação de uma sequência de ácido nucleico mutada de acordo com a presente invenção e da proteína correspondente compreende a condução de mutagênese sítio-dirigida sobre códons que codificam um ou mais aminoácidos que são selecionados antecipadamente, incluindo o códon da posição de referência Gly336 com referência à sequência de HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2. Os métodos de obtenção dessas mutações dirigidas a local são bem conhecidos dos técnicos no assunto e amplamente descritos na literatura (particularmente, Directed Mutagenesis: A Practical Approach, 1991, editado por M. J. McPherson, IRL Press) ou são métodos para os quais é possível empregar kits comerciais (tais como o kit de mutagênese U. S. E. da PHARMACIA). Após a mutagênese sítio-dirigida, é útil selecionar as células que contêm uma HPPD mutada que seja menos sensível a um inibidor de HPPD utilizando um auxiliar de seleção apropriado. Um método de seleção que é de simples implementação é a determinação da dose de inibidor de HPPD que inibe totalmente a HPPD original sem mutação e que é letal para as células que expressam esse HPPD sem mutação, submeter às células que sofreram mutação a essa dose previamente determinada, isolar em seguida as células que sofreram mutação e suportaram essa dose letal e, em seguida, isolar e clonar o gene que codifica a HPPD mutada. Em vista de uma realização específica da presente invenção e da solução buscada, ou seja, uma HPPD que seja menos sensível a um inibidor de HPPD de pirazolinato ou tricetona, a seleção pode ser realizada conforme descrito acima, utilizando uma tricetona ou um inibidor de HPPD de pirazolinato, particularmente um inibidor de HPPD selecionado a partir de tembotriona, mesotriona, pirassulfotol, topramezona e sulcotriona.A preferred method of preparing a mutated nucleic acid sequence in accordance with the present invention and the corresponding protein comprises conducting site-directed mutagenesis on codons encoding one or more amino acids that are selected in advance, including the reference position codon. Gly336 with reference to the Pseudomonas HPPD sequence of SEQ ID No. 2. Methods of obtaining such site-directed mutations are well known to those skilled in the art and widely described in the literature (particularly, Directed Mutagenesis: A Practical Approach, 1991, edited by M. J. McPherson, IRL Press) or are methods for which it is possible to employ commercial kits (such as the U. S. E. PHARMACIA mutagenesis kit). After site-directed mutagenesis, it is useful to select cells that contain a mutated HPPD that is less sensitive to an HPPD inhibitor using an appropriate selection aid. A selection method that is simple to implement is the determination of the dose of HPPD inhibitor that completely inhibits the original unmutated HPPD and that is lethal for cells that express this unmutated HPPD, subjecting the cells that have undergone mutation to that dose previously. determined, then isolate the cells that were mutated and withstood that lethal dose and then isolate and clone the gene that encodes the mutated HPPD. In view of a specific embodiment of the present invention and the solution sought, i.e., an HPPD that is less sensitive to a pyrazolinate or triketone HPPD inhibitor, the selection may be carried out as described above, using a triketone or an HPPD inhibitor. of pyrazolinate, particularly an HPPD inhibitor selected from tembotrione, mesotrione, pyrasulfotol, topramezone and sulcotrione.

Em vista de uma outra realização da presente invenção, ou seja, uma HPPD que sofre adicionalmente mutação sobre um segundo aminoácido, além da primeira mutação sobre o aminoácido de referência na posição 336 com referência à sequência de HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2, a segunda mutação pode ser obtida por meio de mutagênese sítio-dirigida, realizada simultânea ou sucessivamente à primeira.In view of another embodiment of the present invention, that is, an HPPD that is additionally mutated about a second amino acid, in addition to the first mutation about the reference amino acid at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD sequence of SEQ ID NO. 2 , the second mutation can be obtained through site-directed mutagenesis, carried out simultaneously or successively to the first.

Como uma alternativa para a mutagênese sítio-dirigida conforme descrito acima, a segunda mutação pode ser obtida utilizando métodos de mutação aleatória (tais como EMS ou tratamento de radiação) associados a um auxiliar de seleção apropriado. Esses métodos de mutação são bem conhecidos dos técnicos no assunto e amplamente descritos na literatura (particularmente, Sambrook et al, 1989). Os métodos de seleção podem ser realizados conforme descrito acima.As an alternative to site-directed mutagenesis as described above, the second mutation can be obtained using random mutation methods (such as EMS or radiation treatment) associated with an appropriate selection aid. These mutation methods are well known to those skilled in the art and widely described in the literature (particularly, Sambrook et al, 1989). Selection methods can be carried out as described above.

A terminologia DNA ou proteína “que compreende” uma certa sequência X, da forma utilizada ao longo de todo o texto, designa um DNA ou proteína que inclui ou contém pelo menos a sequência X, de tal forma que outras sequências de aminoácidos ou nucleotídeos possam ser incluídas na extremidade 5’ (ou N-terminal) e/ou 3’ (ou C-terminal), tal como (a sequência de nucleotídeos de) uma proteína marcadora selecionável, (a sequência de nucleotídeos de) um peptídeo de trânsito e/ou uma sequência líder 5’ ou uma sequência posterior 3’. De forma similar, o uso do termo “compreendem”, “que compreende” ou “compreende” ao longo de todo o texto e das reivindicações do presente pedido deverá ser compreendido como indicando a inclusão de um número inteiro indicado, etapa ou grupo de números inteiros ou etapas, mas não a exclusão de nenhum outro número inteiro, etapa ou grupo de números inteiros ou etapas.The terminology DNA or protein “comprising” a certain sequence X, as used throughout the text, designates a DNA or protein that includes or contains at least the sequence be included at the 5' (or N-terminal) and/or 3' (or C-terminal) end, such as (the nucleotide sequence of) a selectable marker protein, (the nucleotide sequence of) a transit peptide, and /or a 5' leader sequence or a 3' trailing sequence. Similarly, the use of the term "comprises", "comprising" or "comprises" throughout the text and claims of the present application should be understood as indicating the inclusion of a indicated integer, step or group of numbers integers or steps, but not to the exclusion of any other integer, step or group of integers or steps.

A presente invenção também se refere, portanto, a um método de preparação de uma sequência de ácidos nucleicos que codifica uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção, em que o mencionado método é definido acima.The present invention therefore also relates to a method of preparing a nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD according to the present invention, wherein said method is defined above.

A presente invenção também se refere ao uso, em um método de transformação de plantas, de um ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção como um gene marcador ou como uma sequência codificadora que possibilita conferir à planta tolerância a herbicidas que são inibidores de HPPD e ao uso de inibidores de HPPD sobre plantas que compreendem uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção. Em uma realização da presente invenção, nesse uso, os inibidores de HPPD são tricetonas ou pirazolinatos, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona. Compreende-se, naturalmente, que essa sequência pode também ser utilizada em combinação com um ou mais outros genes marcadores e/ou sequência(s) que codifica(m) uma ou mais proteína com propriedades agrícolas úteis.The present invention also relates to the use, in a plant transformation method, of a nucleic acid encoding a mutated HPPD according to the present invention as a marker gene or as a coding sequence that makes it possible to confer tolerance to the plant to herbicides that are HPPD inhibitors and the use of HPPD inhibitors on plants comprising a nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD in accordance with the present invention. In one embodiment of the present invention, in this use, the HPPD inhibitors are triketones or pyrazolinates, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione. It is understood, of course, that such a sequence may also be used in combination with one or more other marker genes and/or sequence(s) encoding one or more proteins with useful agricultural properties.

Dentre os genes que codificam proteínas que conferem propriedades agronômicas úteis às plantas transformadas, pode-se mencionar as sequências de DNA que codificam proteínas que conferem tolerância a certos herbicidas, as que conferem tolerância a certos insetos, as que conferem tolerância a certas doenças etc. Esses genes são particularmente descritos nas publicações WO 91/02071 e WO 95/06128. Dentre as sequências de DNA que codificam proteínas que conferem tolerância a certos herbicidas sobre as células vegetais e plantas transformadas, pode-se fazer menção do gene bar que confere tolerância a herbicidas de glufosinato, em que o gene codifica um EPSPS apropriado que confere tolerância a herbicidas que possuem EPSPS como alvo, tais como glifosato e seus sais (nas patentes US 4.535.060, US 4.769.061, US 5.094.945, US 4.940.835, US 5.188.642, US 4.971.908, US 5.145.783, US 5.310.667, US 5.312.910, US 5.627.061, US 5.633.435), o gene que codifica glifosato oxidorredutase (patente US 5.463.175).Among the genes that encode proteins that confer useful agronomic properties to transformed plants, we can mention the DNA sequences that encode proteins that confer tolerance to certain herbicides, those that confer tolerance to certain insects, those that confer tolerance to certain diseases, etc. These genes are particularly described in publications WO 91/02071 and WO 95/06128. Among the DNA sequences that encode proteins that confer tolerance to certain herbicides on plant cells and transformed plants, mention may be made of the bar gene that confers tolerance to glufosinate herbicides, wherein the gene encodes an appropriate EPSPS that confers tolerance to herbicides that target EPSPS, such as glyphosate and its salts (in patents US 4,535,060, US 4,769,061, US 5,094,945, US 4,940,835, US 5,188,642, US 4,971,908, US 5,145,783 , US 5,310,667, US 5,312,910, US 5,627,061, US 5,633,435), the gene encoding glyphosate oxidoreductase (US patent 5,463,175).

Dentre as sequências de DNA que codificam um EPSPS apropriado que confere tolerância aos herbicidas que possuem EPSPS como alvo, far-se-á menção mais específica do gene que codifica um EPSPS vegetal, particularmente EPSPS de milho, que contém duas mutações, 102 e 106, e que é descrito no Pedido de Patente FR 2.736.926, denominado a seguir mutante duplo de EPSPS, ou o gene que codifica um EPSPS isolado de Agrobacterium e que é descrito por SEQ ID N° 2 e SEQ ID N° 3 da Patente Norte-Americana n° 5.633.435, denominado a seguir CP4.Among the DNA sequences encoding an appropriate EPSPS that confers tolerance to herbicides that target EPSPS, more specific mention will be made of the gene encoding a plant EPSPS, particularly maize EPSPS, which contains two mutations, 102 and 106 , and which is described in Patent Application FR 2,736,926, hereinafter referred to as EPSPS double mutant, or the gene encoding an EPSPS isolated from Agrobacterium and which is described by SEQ ID NO. 2 and SEQ ID NO. 3 of the Patent North American No. 5,633,435, hereinafter referred to as CP4.

Nos casos das sequências de DNA que codificam EPSPS e, mais especificamente, que codificam os genes acima, a sequência que codifica essas enzimas é convenientemente precedida por uma sequência que codifica um peptídeo de trânsito, particularmente que codifica o “peptídeo de trânsito otimizado” descrito na Patente US 5.510.471 ou US 5.633.448.In the cases of DNA sequences encoding EPSPS and, more specifically, encoding the above genes, the sequence encoding these enzymes is conveniently preceded by a sequence encoding a transit peptide, particularly encoding the “optimized transit peptide” described. in US Patent 5,510,471 or US 5,633,448.

Dentre as sequências de DNA que codificam proteínas de interesse e conferem propriedades inovadoras de tolerância contra insetos, far- se-á mais especificamente menção das proteínas Bt amplamente descritas na literatura e bem conhecidas dos técnicos no assunto. Far-se-á também menção de proteínas extraídas de bactérias tais como Photorhabdus (publicações WO 97/17432 e WO 98/08932).Among the DNA sequences that encode proteins of interest and confer innovative tolerance properties against insects, more specifically mention will be made of the Bt proteins widely described in the literature and well known to those skilled in the art. Mention will also be made of proteins extracted from bacteria such as Photorhabdus (publications WO 97/17432 and WO 98/08932).

A presente invenção também se refere a um gene quimérico (ou conjunto de expressão) que compreende uma sequência codificadora, bem como elementos reguladores heterólogos, na posição 5’ e/ou 3’, pelo menos na posição 5’, que são capazes de funcionar em um organismo hospedeiro, particularmente células vegetais ou plantas, com a sequência codificadora que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme definido anteriormente.The present invention also relates to a chimeric gene (or expression set) comprising a coding sequence, as well as heterologous regulatory elements, in the 5' and/or 3' position, at least in the 5' position, which are capable of functioning in a host organism, particularly plant cells or plants, with the coding sequence containing at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as defined above.

A presente invenção refere-se, portanto, a um gene quimérico (ou conjunto de expressão) que compreende uma sequência codificadora bem como elementos reguladores heterólogos, na posição 5’ e/ou 3’, pelo menos na posição 5’, que são capazes de funcionar em um organismo hospedeiro, particularmente células vegetais ou plantas, com a sequência codificadora que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico conforme definido anteriormente.The present invention therefore relates to a chimeric gene (or expression set) comprising a coding sequence as well as heterologous regulatory elements, in the 5' and/or 3' position, at least in the 5' position, which are capable of of functioning in a host organism, particularly plant cells or plants, with the coding sequence containing at least one nucleic acid sequence as defined above.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se a um gene quimérico conforme descrito anteriormente, em que o organismo hospedeiro é selecionado a partir de bactérias, leveduras, Pichia, fungos, bacilovírus, células vegetais e plantas.In a specific embodiment, the present invention relates to a chimeric gene as described above, wherein the host organism is selected from bacteria, yeast, Pichia, fungi, bacillovirus, plant cells and plants.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se a um gene quimérico conforme descrito anteriormente, em que o gene quimérico contém, na posição 5’ da sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada, uma sequência de ácido nucleico que codifica um peptídeo em trânsito de planta, em que essa sequência é disposta entre a região promotora e a sequência que codifica a HPPD mutada, de forma a permitir a expressão de uma proteína de fusão de peptídeo de trânsito/HPPD mutada.In another specific embodiment, the present invention relates to a chimeric gene as previously described, wherein the chimeric gene contains, at position 5' of the nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD, a nucleic acid sequence encoding a plant transit peptide, wherein this sequence is arranged between the promoter region and the sequence encoding the mutated HPPD, so as to allow expression of a mutated transit peptide/HPPD fusion protein.

Como sequência reguladora que é um promotor em células vegetais e plantas, pode-se fazer uso de qualquer sequência promotora de um gene que é expresso naturalmente em plantas, particularmente um promotor que é expresso especialmente nas folhas de plantas, tais como promotores “constitutivos” de origem bacteriana, viral ou vegetal, ou promotores “dependentes da luz”, tais como os de um gene de subunidade pequena de ribulose-biscarboxilase/oxigenase (RuBisCo) vegetal ou qualquer promotor conhecido apropriado que pode ser utilizado. Dentre os promotores de origem vegetal, far-se-á menção dos promotores de histona, conforme descrito no Pedido EP 0.507.698, ou o promotor actina de arroz (patente US 5.641.876). Dentre os promotores de um gene de vírus vegetal, far-se-á menção do vírus mosaico da couve-flor (CAMV 19S ou 35S) ou do promotor circovírus (patente AU 689.311).As a regulatory sequence that is a promoter in plant cells and plants, use can be made of any promoter sequence of a gene that is expressed naturally in plants, particularly a promoter that is expressed especially in plant leaves, such as "constitutive" promoters. of bacterial, viral or plant origin, or “light-dependent” promoters, such as those from a plant ribulose-bicarboxylase/oxygenase (RuBisCo) small subunit gene or any suitable known promoter that can be used. Among promoters of plant origin, mention will be made of histone promoters, as described in EP Application 0,507,698, or the rice actin promoter (US patent 5,641,876). Among the promoters of a plant virus gene, mention will be made of the cauliflower mosaic virus (CAMV 19S or 35S) or the circovirus promoter (patent AU 689,311).

Pode-se também fazer uso de uma sequência promotora reguladora específica para regiões específicas ou tecidos de plantas, tais como promotores específicos para sementes (Datla, R. et al, 1997), especialmente o promotor napina (EP 255.378), o promotor faseolina, o promotor glutenina, o promotor heliantinina (publicação WO 92/17580), o promotor albumina (publicação WO 98/45460), o promotor oleosina (publicação WO 98/45461), o promotor SAT1 ou o promotor SAT3 (PCT/US98/06978).One can also make use of a regulatory promoter sequence specific to specific regions or tissues of plants, such as seed-specific promoters (Datla, R. et al, 1997), especially the napin promoter (EP 255,378), the phaseolin promoter, the glutenin promoter, the heliantinin promoter (publication WO 92/17580), the albumin promoter (publication WO 98/45460), the oleosin promoter (publication WO 98/45461), the SAT1 promoter or the SAT3 promoter (PCT/US98/06978 ).

Pode-se também fazer uso de um promotor indutível convenientemente selecionado a partir de lipase de amônia fenilalanina (PAL), HMG-CoA reductase (HMG), quitinase, glucanase, inibidor da proteinase (PI), gene da família PR1, promotores nopalina sintase (nos) e vspB (patente US 5.670.349, Tabela 3), promotor HMG2 (patente US 5.670.349), promotor betagalactosidase de maçã (ABG1) e promotor aminociclopropano carboxilato sintase de maçã (ACC sintase) (publicação WO 98/45445).One can also make use of an inducible promoter conveniently selected from phenylalanine ammonium lipase (PAL), HMG-CoA reductase (HMG), chitinase, glucanase, proteinase inhibitor (PI), PR1 family gene, nopaline synthase promoters (us) and vspB (US patent 5,670,349, Table 3), HMG2 promoter (US patent 5,670,349), apple betagalactosidase (ABG1) promoter and apple aminocyclopropane carboxylate synthase (ACC synthase) promoter (publication WO 98/45445 ).

Segundo a presente invenção, pode-se também fazer uso, em combinação com o promotor, de outras sequências reguladoras, que estão localizadas entre o promotor e a sequência codificadora, tais como ativadores da transcrição (“aprimoradores”), como o ativador da tradução do vírus mosaico do fumo (TMV) descrito na publicação WO 87/07644, do vírus da ferrugem do fumo (TEV) descrito por Carrington & Freed, 1990, por exemplo, ou introns tais como o intron adh1 de milho ou intron 1 de actina de arroz.According to the present invention, use can also be made, in combination with the promoter, of other regulatory sequences, which are located between the promoter and the coding sequence, such as transcription activators (“enhancers”), such as translation activator from tobacco mosaic virus (TMV) described in publication WO 87/07644, from tobacco rust virus (TEV) described by Carrington & Freed, 1990, for example, or introns such as the maize adh1 intron or actin intron 1 of rice.

Como terminal regulador ou sequência de poliadenilação, pode-se fazer uso de qualquer sequência correspondente de origem bacteriana, tal como o terminal nos de Agrobacterium tumefaciens, de origem viral, tal como o terminal CaMV 35S, ou de origem vegetal, tal como o terminal de histona descrito no Pedido EP 0.633.317.As a regulatory terminus or polyadenylation sequence, use may be made of any corresponding sequence of bacterial origin, such as the nos terminus of Agrobacterium tumefaciens, of viral origin, such as the CaMV 35S terminus, or of plant origin, such as the of histone described in EP Application 0,633,317.

“Organismo hospedeiro” é compreendido como sendo qualquer organismo unicelular ou multicelular no qual o gene quimérico de acordo com a presente invenção pode ser introduzido para fins de produção de HPPD mutada. Esses organismos são, particularmente, bactérias, tais como E. coli, leveduras, particularmente o gênero Saccharomyces ou Kluyveromyces, Pychia, fungos, particularmente Aspergillus, bacilovírus ou, preferencialmente, células vegetais e plantas.“Host organism” is understood to mean any unicellular or multicellular organism into which the chimeric gene according to the present invention can be introduced for the purpose of producing mutated HPPD. These organisms are, particularly, bacteria, such as E. coli, yeasts, particularly the genus Saccharomyces or Kluyveromyces, Pychia, fungi, particularly Aspergillus, bacillovirus or, preferably, plant cells and plants.

“Célula vegetal” é compreendida, de acordo com a presente invenção, como sendo qualquer célula que seja derivada de uma planta ou nela encontrada e que seja capaz de formar tecidos não diferenciados tais como calos, tecidos diferenciados tais como embriões, partes de plantas, plantas ou sementes, ou deles seja parte.“Plant cell” is understood, according to the present invention, to be any cell that is derived from or found in a plant and that is capable of forming undifferentiated tissues such as callus, differentiated tissues such as embryos, parts of plants, plants or seeds, or be part of them.

Compreende-se “planta”, de acordo com a presente invenção, como sendo qualquer organismo multicelular diferenciado que seja capaz de fotossíntese, particularmente um organismo monocotiledôneo ou dicotiledôneo, mais especialmente plantas cultivadas que se destinam ou não à nutrição animal ou humana, tais como milho ou milho branco, trigo, plantas de Brassica spp tais como Brassica napus ou Brassica juncea, soja, arroz, cana de açúcar, beterraba, fumo, algodão, legumes tais como pepino, alho-porró, cenoura, tomate, alface, pimenta, melão, melancia etc.“Plant”, according to the present invention, is understood to be any differentiated multicellular organism that is capable of photosynthesis, particularly a monocotyledonous or dicotyledonous organism, more especially cultivated plants whether or not intended for animal or human nutrition, such as corn or white corn, wheat, Brassica spp plants such as Brassica napus or Brassica juncea, soybeans, rice, sugar cane, beetroot, tobacco, cotton, vegetables such as cucumber, leek, carrot, tomato, lettuce, pepper, melon, watermelon etc.

Em uma realização, a presente invenção refere-se à transformação das plantas. Qualquer sequência promotora de um gene que é expresso naturalmente em plantas ou qualquer híbrido ou combinação de elementos promotores de genes expressos naturalmente em plantas, incluindo Agrobacterium ou promotores de vírus de plantas, ou qualquer promotor que seja apropriado para o controle da transcrição de um gene de tolerância a herbicidas, pode ser utilizado como a sequência reguladora promotora nas plantas de acordo com a presente invenção. Exemplos desses promotores apropriados são descritos acima.In one embodiment, the present invention relates to the transformation of plants. Any promoter sequence of a gene that is naturally expressed in plants or any hybrid or combination of promoter elements of genes naturally expressed in plants, including Agrobacterium or plant virus promoters, or any promoter that is suitable for controlling transcription of a gene of herbicide tolerance, can be used as the promoter regulatory sequence in plants according to the present invention. Examples of such suitable promoters are described above.

Segundo a presente invenção, também é possível utilizar, em combinação com a sequência reguladora promotora, outras sequências reguladoras que estão localizadas entre a sequência promotora e a codificadora, tais como sequências de introns ou ativadores da transcrição (amplificadores). Exemplos dessas sequências reguladoras apropriadas são descritos acima.According to the present invention, it is also possible to use, in combination with the promoter regulatory sequence, other regulatory sequences that are located between the promoter and the coding sequence, such as intron sequences or transcription activators (amplifiers). Examples of such appropriate regulatory sequences are described above.

Qualquer sequência correspondente de origem bacteriana, tal como o terminal nos de Agrobacterium tumefaciens, ou de origem vegetal, tal como um terminal de histona conforme descrito no pedido EP 0.633.317, pode ser utilizada como sequência reguladora terminal de transcrição (e de poliadenilação).Any corresponding sequence of bacterial origin, such as the nos-terminal of Agrobacterium tumefaciens, or of plant origin, such as a histone terminus as described in EP application 0,633,317, can be used as a terminal transcription (and polyadenylation) regulatory sequence. .

Em uma realização específica da presente invenção, é empregada uma sequência de ácido nucleico que codifica um peptídeo de trânsito a 5’ da sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada, em que esse peptídeo de trânsito é disposto entre a região promotora e a sequência que codifica a HPPD mutada, de forma a permitir a expressão de uma proteína de fusão de peptídeo de trânsito/HPPD mutada, em que a HPPD mutada é definida anteriormente. O peptídeo de trânsito possibilita dirigir a HPPD mutada para os plastídeos, mais especialmente os cloroplastos, em que a proteína de fusão é dividida entre o peptídeo de trânsito e a HPPD mutada quando este último entrar no plastídeo. O plastídeo de trânsito pode ser um único peptídeo, tal como um peptídeo de trânsito de EPSPS (descrito na Patente Norte-Americana n° 5.188.642) ou um peptídeo de trânsito da subunidade pequena de ribulose biscarboxilase/oxigenase vegetal (RuBisCO ssu), em que apropriado inclui alguns aminoácidos da parte N-terminal do RuBisCO ssu maduro (EP 189.707) ou pode ser uma fusão de diversos peptídeos de trânsito tais como um peptídeo de trânsito que compreende um primeiro peptídeo de trânsito vegetal que é fundido a uma parte da sequência N-terminal de uma proteína madura que possui um sítio plastidial, em que essa parte, por sua vez, é fundida a um segundo peptídeo de trânsito vegetal conforme descrito na Patente EP 508.909 e, mais especialmente, o peptídeo de trânsito otimizado que compreende um peptídeo de trânsito do RuBisCO ssu de girassol fundido a 22 aminoácidos da extremidade N-terminal do RuBisCO ssu de milho, fundido, por sua vez, ao peptídeo de trânsito do RuBisCO ssu de milho, conforme descrito, com a sua sequência codificadora, na Patente EP 508.909.In a specific embodiment of the present invention, a nucleic acid sequence encoding a transit peptide is employed 5' to the nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD, wherein this transit peptide is disposed between the promoter region and the sequence which encodes the mutated HPPD, so as to allow expression of a mutated HPPD/transit peptide fusion protein, wherein the mutated HPPD is defined above. The transit peptide makes it possible to direct the mutated HPPD to plastids, more especially chloroplasts, where the fusion protein is split between the transit peptide and the mutated HPPD when the latter enters the plastid. The transit plastid may be a single peptide, such as an EPSPS transit peptide (described in U.S. Patent No. 5,188,642) or a ribulose biscarboxylase/plant oxygenase small subunit transit peptide (RuBisCO ssu), wherein appropriate it includes some amino acids from the N-terminal part of the mature RuBisCO ssu (EP 189,707) or may be a fusion of several transit peptides such as a transit peptide comprising a first plant transit peptide that is fused to a part of the N-terminal sequence of a mature protein having a plastid site, which part, in turn, is fused to a second plant transit peptide as described in Patent EP 508,909 and, more especially, the optimized transit peptide comprising a sunflower RuBisCO ssu transit peptide fused 22 amino acids from the N-terminal end of corn RuBisCO ssu, fused, in turn, to the corn RuBisCO ssu transit peptide, as described, with its coding sequence, in Patent EP 508,909.

A presente invenção também se refere a proteína de fusão de peptídeo de trânsito/ HPPD mutada e um ácido nucleico ou gene quimérico que pode ser expresso em plantas que codifica essa proteína de fusão, em que os dois elementos dessa proteína de fusão são conforme definido acima.The present invention also relates to a mutated HPPD/transit peptide fusion protein and a nucleic acid or chimeric gene that can be expressed in plants that encodes such a fusion protein, wherein the two elements of such a fusion protein are as defined above. .

A presente invenção também se refere a um vetor de clonagem e/ou de expressão para transformar um organismo hospedeiro, em que esse vetor contém pelo menos um gene quimérico conforme definido acima. Além do gene quimérico acima, esse vetor contém pelo menos uma origem de reprodução. Esse vetor pode ser um plasmídeo, cosmídeo, bacteriófago ou um vírus que tenha sido transformado por meio da introdução do gene quimérico de acordo com a presente invenção. Esses vetores de transformação, que dependem do organismo hospedeiro para serem transformados, são bem conhecidos dos técnicos no assunto e amplamente descritos na literatura. O vetor de transformação que é utilizado, particularmente, para a transformação de células vegetais ou plantas pode ser um vírus, que pode ser empregado para a transformação de plantas desenvolvidas e que contém adicionalmente os seus próprios elementos de reprodução e expressão. Segundo a presente invenção, o vetor de transformação de células vegetais ou plantas é preferencialmente um plasmídeo, tal como um plasmídeo Ti de Agrobacterium sem braços.The present invention also relates to a cloning and/or expression vector for transforming a host organism, wherein said vector contains at least one chimeric gene as defined above. In addition to the above chimeric gene, this vector contains at least one origin of reproduction. This vector may be a plasmid, cosmid, bacteriophage or a virus that has been transformed through the introduction of the chimeric gene in accordance with the present invention. These transformation vectors, which depend on the host organism to be transformed, are well known to those skilled in the art and widely described in the literature. The transformation vector that is used, particularly, for the transformation of plant cells or plants can be a virus, which can be used for the transformation of developed plants and which additionally contains its own reproduction and expression elements. According to the present invention, the vector for transforming plant cells or plants is preferably a plasmid, such as an armless Agrobacterium Ti plasmid.

A presente invenção também se refere aos organismos hospedeiros, particularmente células vegetais ou plantas, que são transformados e que contêm um gene quimérico que compreende uma sequência que codifica uma HPPD mutada conforme definido acima, e ao uso das plantas de acordo com a presente invenção em um campo de cultivo de uma safra e colheita de um produto vegetal, tal como grãos de soja ou de milho, em que, em uma realização, o mencionado uso envolve a aplicação de herbicidas inibidores de HPPD a essas plantas para controlar as ervas daninhas. Em uma realização da presente invenção, nesse uso, os inibidores de HPPD são tricetonas ou pirazolinatos, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona, particularmente tembotriona.The present invention also relates to host organisms, particularly plant cells or plants, which are transformed and which contain a chimeric gene comprising a sequence encoding a mutated HPPD as defined above, and to the use of the plants according to the present invention in a field growing a crop and harvesting a plant product, such as soybeans or corn, wherein, in one embodiment, said use involves applying HPPD-inhibiting herbicides to said plants to control weeds. In one embodiment of the present invention, in this use, the HPPD inhibitors are triketones or pyrazolinates, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione, particularly tembotrione.

A presente invenção refere-se, portanto, a um organismo hospedeiro, particularmente uma célula vegetal ou planta, caracterizado pelo fato de que contém pelo menos um gene quimérico conforme descrito anteriormente, ou pelo menos uma sequência de ácido nucleico conforme descrito anteriormente.The present invention therefore relates to a host organism, particularly a plant cell or plant, characterized in that it contains at least one chimeric gene as described above, or at least one nucleic acid sequence as described above.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma enzima HPPD mutada e mantém as suas propriedades de catalisação da conversão de para- hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que é menos sensível a um inibidor de HPPD que a HPPD original não mutada, caracterizada pelo fato de que contém uma mutação na posição 336 (aminoácido glicina na HPPD nativa) com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 que é selecionado a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val, desde que a HPPD mutada não seja o mutante duplo Gly334Ala-Gly336Arg (as posições são fornecidas com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2).In a specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized by the fact that it contains at least one nucleic acid sequence that encodes a mutated HPPD enzyme and maintains its properties of catalyzing the conversion of para-hydroxyphenylpyruvate ( HPP) in homogentisate and which is less sensitive to an HPPD inhibitor than the original unmutated HPPD, characterized by the fact that it contains a mutation at position 336 (glycine amino acid in native HPPD) with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 which is selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val, provided that the mutated HPPD is not the Gly334Ala-Gly336Arg double mutant (positions are given with reference to Pseudomonas HPPD from SEQ ID NO. 2).

Em uma outra realização mais específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrito acima, em que a mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Met, Gly336Cys e Gly336Phe, particularmente Gly336His.In another more specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized by the fact that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutation at position 336 with reference the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO: 2 is selected from the following mutations: Gly336His, Gly336Met, Gly336Cys and Gly336Phe, particularly Gly336His.

Em uma outra realização, a presente invenção refere-se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada que mantém as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que é menos sensível a um inibidor de HPPD que a HPPD original não mutada, em que a enzima HPPD é de uma planta, particularmente de Arabidopsis thaliana, e contém uma mutação sobre glicina na posição 422 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 (ou seja, posição 336 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2) selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn, Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu e Gly336Asp.In another embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized by the fact that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD that maintains its properties of catalyzing the conversion of parahydroxyphenylpyruvate (HPP ) in homogentisate and which is less sensitive to an HPPD inhibitor than the original unmutated HPPD, wherein the HPPD enzyme is from a plant, particularly Arabidopsis thaliana, and contains a mutation on glycine at position 422 with reference to the amino acid sequence of Arabidopsis HPPD of SEQ ID NO. 4 (i.e., position 336 with reference to the amino acid sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2) selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Asn , Gly336Cys, Gly336Val, Gly336Trp, Gly336Glu and Gly336Asp.

Em uma realização ainda mais específica, a presente invenção refere-se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336His, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val e a HPPD mutada é de origem vegetal, particularmente de Arabidopsis. Observa-se que a posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 é a posição 422 com referência a HPPD de Arabidopsis thaliana de SEQ ID N° 4.In an even more specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutation at position 336 with reference the Pseudomonas HPPD of SEQ ID No. 2 is selected from the following mutations: Gly336His, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val and the mutated HPPD is of plant origin, particularly from Arabidopsis. It is observed that position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2 is position 422 with reference to Arabidopsis thaliana HPPD of SEQ ID NO. 4.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se a uma célula vegetal ou planta, caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a HPPD mutada de acordo com a presente invenção é menos sensível que a HPPD original não mutada a um herbicida inibidor de HPPD da classe de isoxazóis, dicetonitrilas, tricetonas ou pirazolinatos.In a specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant, characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutated HPPD in accordance with the present invention is less sensitive than the original unmutated HPPD to an HPPD-inhibiting herbicide from the class of isoxazoles, diketonitriles, triketones or pyrazolinates.

Em uma realização mais específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta, caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a HPPD mutada é menos sensível que a HPPD original que não mutada é um herbicida inibidor de HPPD selecionado a partir de isoxaflutol, tembotriona, mesotriona, sulcotriona, pirassulfotol, topramezona, 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2-SO2CH3-4-CF3 fenil)propano-1,3-diona e 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2-SO2CH3-4,2,3 Cl2 fenil)propano-1,3-diona.In a more specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant, characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutated HPPD is less sensitive than the original unmutated HPPD is an HPPD inhibitor herbicide selected from isoxaflutole, tembotrione, mesotrione, sulcotrione, pyrasulfotol, topramezone, 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-SO2CH3-4-CF3 phenyl)propane- 1,3-dione and 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-SO2CH3-4,2,3 Cl2 phenyl)propane-1,3-dione.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta, caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a HPPD mutada é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas, tais como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, particularmente tembotriona, ou da classe de pirazolinatos tais como pirassulfotol e topramezona, que a HPPD original não mutada.In another specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant, characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutated HPPD is less sensitive to an HPPD inhibitor from the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, particularly tembotrione, or from the pyrazolinate class such as pyrasulfotol and topramezone, which is the original unmutated HPPD.

Em uma realização mais específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a HPPD mutada é menos sensível a um inibidor de HPPD de tricetona selecionado a partir de tembotriona, sulcotriona e mesotriona, particularmente tembotriona.In a more specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutated HPPD is less sensitive to a triketone HPPD inhibitor selected from tembotrione, sulcotrione and mesotrione, particularly tembotrione.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta, caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que a HPPD mutada de acordo com a presente invenção contém uma segunda mutação, além da primeira mutação sobre o aminoácido glicina na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.In another specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant, characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the mutated HPPD in accordance with The present invention contains a second mutation, in addition to the first mutation on the amino acid glycine at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada conforme descrita acima, em que o segundo aminoácido mutado é selecionado a partir dos aminoácidos selecionados: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 e Asn337, com referência à sequência de HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.In a specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD as described above, wherein the second mutated amino acid is selected from the selected amino acids: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 and Asn337, with reference to the Pseudomonas HPPD sequence of SEQ ID No. 2.

A presente invenção refere-se ainda a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma enzima HPPD mutada e mantém as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato e que é menos sensível a inibidores de HPPD da classe de tricetonas tais como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, ou da classe de pirazolinatos tais como pirassulfotol e topramezona, que a HPPD original não mutada, caracterizado pelo fato de que contém uma mutação do aminoácido glicina na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.The present invention further relates to a plant cell or plant characterized by the fact that it contains at least one nucleic acid sequence that encodes a mutated HPPD enzyme and maintains its catalyzing properties for the conversion of parahydroxyphenylpyruvate (HPP) into homogentisate. and which is less sensitive to HPPD inhibitors of the triketone class such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, or of the pyrazolinate class such as pyrasulfotol and topramezone, than the original unmutated HPPD, characterized by the fact that it contains a mutation of the amino acid glycine at position 336 with reference to Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2.

Em uma realização mais específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico que codifica uma enzima HPPD mutada e é menos sensível a um inibidor de HPPD da classe de tricetonas ou pirazolinatos que a HPPD original não mutada sofre mutação na posição 336 com referência a HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 de acordo com uma mutação selecionada a partir das mutações a seguir: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val.In a more specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized by the fact that it contains at least one nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD enzyme and is less sensitive to an HPPD inhibitor of the triketone class. or pyrazolinates in which the original unmutated HPPD is mutated at position 336 with reference to the Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO: 2 according to a mutation selected from the following mutations: Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336Trp, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se a uma célula vegetal ou planta caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico conforme descrito anteriormente e, além disso, um gene que é funcional em plantas, o que permite a hiperexpressão de uma enzima PDH (prefenato desidrogenase).In another specific embodiment, the present invention relates to a plant cell or plant characterized in that it contains at least one nucleic acid sequence as described above and, in addition, a gene that is functional in plants, which allows the overexpression of an enzyme PDH (prephenate dehydrogenase).

A presente invenção também se refere às plantas que contêm células transformadas, particularmente as plantas que são regeneradas a partir das células transformadas. A regeneração pode ser obtida por meio de qualquer método apropriado, em que o método depende da natureza da espécie, conforme descrito, por exemplo, nas referências acima. As patentes e os pedidos de patente a seguir podem ser particularmente mencionados com relação aos métodos de transformação de células vegetais e plantas em regeneração: US 4.459.355, US 4.536.475, US 5.464.763, US 5.177.010, US 5.187.073, EP 267.159, EP 604.662, EP 672.752, US 4.945.050, US 5.036.006, US 5.100.792, US 5.371.014, US 5.478.744, US 5.179.022, US 5.565.346, US 5.484.956, US 5.508.468, US 5.538.877, US 5.554.798, US 5.489.520, US 5.510.318, US 5.204.253, US 5.405.765, EP 442.174, EP 486.233, EP 486.234, EP 539.563, EP 674.725, WO 91/02071 e WO 95/06128.The present invention also relates to plants that contain transformed cells, particularly plants that are regenerated from the transformed cells. Regeneration may be achieved by any appropriate method, where the method depends on the nature of the species, as described, for example, in the references above. The following patents and patent applications may be particularly mentioned with respect to methods of transforming plant cells and regenerating plants: US 4,459,355, US 4,536,475, US 5,464,763, US 5,177,010, US 5,187. 073, EP 267,159, EP 604,662, EP 672,752, US 4,945,050, US 5,036,006, US 5,100,792, US 5,371,014, US 5,478,744, US 5,179,022, US 5,565,346, US 5 ,484,956 , US 5,508,468, US 5,538,877, US 5,554,798, US 5,489,520, US 5,510,318, US 5,204,253, US 5,405,765, EP 442,174, EP 486,233, EP 486,234, EP 539. 563, EP 674,725 , WO 91/02071 and WO 95/06128.

A presente invenção também se refere às plantas transformadas ou suas partes, que são derivadas por meio de cultivo e/ou cruzamento das plantas regeneradas acima e às sementes das plantas transformadas.The present invention also relates to transformed plants or parts thereof, which are derived through cultivation and/or crossing of the above regenerated plants and to the seeds of the transformed plants.

A presente invenção também se refere aos produtos finais tais como o farelo ou óleo que são obtidos a partir das plantas, sua parte ou sementes de acordo com a presente invenção.The present invention also relates to end products such as bran or oil which are obtained from the plants, their part or seeds according to the present invention.

As plantas transformadas que podem ser obtidas de acordo com a presente invenção podem ser do tipo monocotiledôneo, tais como cereais, cana de açúcar, arroz e milho ou milho branco, ou do tipo dicotiledôneo, tais como fumo, soja, Brassica spp, plantas tais como colza oleaginosa, algodão, beterraba, trevo etc.The transformed plants that can be obtained according to the present invention can be of the monocotyledonous type, such as cereals, sugar cane, rice and corn or white corn, or of the dicotyledonous type, such as tobacco, soybeans, Brassica spp, plants such as such as oilseed rape, cotton, sugar beet, clover etc.

A presente invenção refere-se a um método de transformação de organismos hospedeiros, particularmente células vegetais ou plantas, por meio da integração a esses organismos de pelo menos uma sequência de ácido nucleico ou um gene quimérico conforme definido anteriormente, em que é possível obter-se a transformação por qualquer meio conhecido apropriado, em que esses meios são amplamente descritos na literatura especializada e, particularmente, as referências mencionadas no presente pedido, mais especialmente utilizando o vetor de acordo com a presente invenção.The present invention relates to a method of transforming host organisms, particularly plant cells or plants, by integrating into these organisms at least one nucleic acid sequence or a chimeric gene as defined above, in which it is possible to obtain- the transformation is carried out by any known appropriate means, which means are widely described in the specialized literature and, particularly, the references mentioned in the present application, more especially using the vector according to the present invention.

Uma série de métodos compreende o bombardeio de células, protoplastas ou tecidos com partículas às quais são ligadas as sequências de DNA. Uma outra série de métodos compreende o uso, como meio de transferência para a planta, de um gene quimérico que é inserido em um plasmídeo Ti de Agrobacterium tumefaciens ou um plasmídeo Ri deA series of methods involves bombarding cells, protoplasts or tissues with particles to which DNA sequences are attached. Another series of methods comprises the use, as a means of transferring to the plant, a chimeric gene that is inserted into a Ti plasmid from Agrobacterium tumefaciens or a Ri plasmid from Agrobacterium tumefaciens.

Agrobacterium rhizogenes. Podem ser utilizados outros métodos, tais como microinjeção, eletroporação ou outro tipo de precipitação direta utilizando PEG. Os técnicos no assunto podem selecionar qualquer método apropriado de transformação do organismo hospedeiro selecionado, particularmente a célula vegetal ou a planta. Como exemplos, a tecnologia de transformação de soja foi amplamente descrita nos Exemplos 1 a 3 de EP 1186666, incorporada ao presente como referência. Para arroz, poder-se-á realizar transformação mediada por agrobactérias (Hiei et al, 1994, e Hiei et al, 1997, incorporados ao presente como referência), eletroporação (Patente US 5.641.664 e Patente US 5.679.558, incorporadas ao presente como referência) ou bombardeio (Christou et al, 1991, incorporado ao presente como referência). Uma tecnologia apropriada de transformação de plantas monocotiledôneas, particularmente arroz, é descrita na publicação WO 92/09696, incorporada ao presente como referência. Para algodão, foi descrita transformação mediada por agrobactérias (Gould, J. H. e Magallanes-Cedeno, M., 1998 e Zapata, C., 1999, incorporados ao presente como referência), polibreno e/ou transformação mediada por tratamento (Sawahel, W. A., 2001, incorporado ao presente como referência).Agrobacterium rhizogenes. Other methods can be used, such as microinjection, electroporation or another type of direct precipitation using PEG. Those skilled in the art can select any appropriate method of transforming the selected host organism, particularly the plant cell or plant. As examples, soybean processing technology has been extensively described in Examples 1 to 3 of EP 1186666, incorporated herein by reference. For rice, transformation mediated by agrobacteria (Hiei et al, 1994, and Hiei et al, 1997, incorporated herein by reference), electroporation (US Patent 5,641,664 and US Patent 5,679,558, incorporated herein by reference) may be carried out. present by reference) or bombing (Christou et al, 1991, incorporated herein by reference). An appropriate technology for transforming monocotyledonous plants, particularly rice, is described in publication WO 92/09696, incorporated herein by reference. For cotton, agrobacteria-mediated transformation (Gould, J. H. and Magallanes-Cedeno, M., 1998 and Zapata, C., 1999, incorporated herein by reference), polybrene and/or treatment-mediated transformation (Sawahel, W. A., 2001, incorporated herein by reference).

Em uma realização específica da presente invenção, a HPPD mutada é dirigida para o cloroplasto. Isso pode ser feito por meio da integração de uma sequência de ácido nucleico que codifica uma proteína de fusão de HPPD mutada e peptídeo de trânsito conforme descrito acima.In a specific embodiment of the present invention, the mutated HPPD is targeted to the chloroplast. This can be done by integrating a nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD fusion protein and transit peptide as described above.

Alternativamente, a HPPD mutada pode ser expressa diretamente nos cloroplastos utilizando transformação do genoma de cloroplasto. Um método apropriado compreende o bombardeio de seções de folhas por partículas revestidas com o DNA e integração do gene introduzido que codifica a proteína de acordo com a presente invenção por meio de recombinação homóloga. Vetores e sistemas de seleção apropriados são conhecidos dos técnicos no assunto. Um exemplo de meios e métodos que podem ser utilizados para essa integração ao genoma de cloroplasto de linhagens de fumo é fornecido na publicação WO 06/108830, cujo teor é incorporado ao presente como referência. Quando os polipeptídeos são dirigidos diretamente ao cloroplasto utilizando transformação do genoma de cloroplasto, geralmente não é necessária uma sequência de peptídeo de trânsito. A presente invenção também se refere a um método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD, caracterizada pelo fato de que a planta é transformada com um gene quimérico conforme descrito anteriormente.Alternatively, mutated HPPD can be expressed directly in chloroplasts using chloroplast genome transformation. A suitable method comprises bombarding leaf sections by particles coated with DNA and integrating the introduced gene encoding the protein according to the present invention by means of homologous recombination. Appropriate selection vectors and systems are known to those skilled in the art. An example of means and methods that can be used for such integration into the chloroplast genome of tobacco strains is provided in publication WO 06/108830, the content of which is incorporated herein by reference. When polypeptides are targeted directly to the chloroplast using chloroplast genome transformation, a transit peptide sequence is generally not required. The present invention also relates to a method of obtaining a plant resistant to an HPPD inhibitor, characterized by the fact that the plant is transformed with a chimeric gene as previously described.

A presente invenção também se refere a um método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD, caracterizado pelo fato de que a planta é transformada com um gene quimérico que compreende uma sequência codificadora, bem como um elemento regulador heterólogo na posição 5’ e, opcionalmente, na posição 3’, que são capazes de funcionar em um organismo hospedeiro, em que a sequência codificadora contém pelo menos uma sequência de ácido nucleico conforme descrita anteriormente.The present invention also relates to a method of obtaining a plant resistant to an HPPD inhibitor, characterized by the fact that the plant is transformed with a chimeric gene comprising a coding sequence as well as a heterologous regulatory element in the 5' position. and, optionally, in the 3' position, which are capable of functioning in a host organism, wherein the coding sequence contains at least one nucleic acid sequence as described above.

Em uma realização específica da presente invenção, neste método, o inibidor de HPPD é um herbicida tricetona ou pirazolinato, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona, particularmente tembotriona.In a specific embodiment of the present invention, in this method, the HPPD inhibitor is a triketone or pyrazolinate herbicide, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione, particularly tembotrione.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se a um método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD conforme descrito acima, caracterizado pelo fato de que a planta é adicionalmente transformada, simultânea ou sucessivamente, com um gene funcional nessa planta que permite a hiperexpressão de uma enzima PDH (prefenato desidrogenase).In another specific embodiment, the present invention relates to a method of obtaining a plant resistant to an HPPD inhibitor as described above, characterized by the fact that the plant is additionally transformed, simultaneously or successively, with a functional gene in that plant that allows the hyperexpression of a PDH enzyme (prephenate dehydrogenase).

A presente invenção também se refere a um método de retirada seletiva de ervas daninhas de plantas, particularmente safras de plantas, com o auxílio de um inibidor de HPPD, particularmente um herbicida conforme definido anteriormente, em que esse método é caracterizado pelo fato de que esse herbicida é aplicado a plantas que tenham sido transformadas de acordo com a presente invenção, seja antes do plantio da safra, antes da emergência da safra ou após a emergência da safra.The present invention also relates to a method of selectively removing weeds from plants, particularly plant crops, with the aid of an HPPD inhibitor, particularly a herbicide as defined above, wherein this method is characterized by the fact that this herbicide is applied to plants that have been transformed in accordance with the present invention, either before planting the crop, before crop emergence or after crop emergence.

Em uma realização específica da presente invenção, neste método, o inibidor de HPPD é um herbicida de tricetona ou pirazolinato, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona, particularmente tembotriona.In a specific embodiment of the present invention, in this method, the HPPD inhibitor is a triketone or pyrazolinate herbicide, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione, particularly tembotrione.

A presente invenção também se refere a um método de controle de ervas daninhas em uma área ou campo que contém sementes transformadas conforme descrito anteriormente no presente pedido de patente, em que esse método compreende a aplicação à mencionada área do campo de uma dose de um herbicida inibidor de HPPD que é tóxico para as mencionadas ervas daninhas, sem afetar significativamente as sementes ou plantas que contêm uma sequência de ácido nucleico ou um gene quimérico conforme descrito anteriormente no presente pedido de patente.The present invention also relates to a method of controlling weeds in an area or field containing transformed seeds as previously described in the present patent application, wherein said method comprises applying to said area of the field a dose of a herbicide. HPPD inhibitor that is toxic to said weeds, without significantly affecting seeds or plants that contain a nucleic acid sequence or a chimeric gene as previously described in the present patent application.

Em uma realização específica da presente invenção, neste método, o inibidor de HPPD é um herbicida tricetona ou pirazolinato, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona, particularmente tembotriona.In a specific embodiment of the present invention, in this method, the HPPD inhibitor is a triketone or pyrazolinate herbicide, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione, particularly tembotrione.

A presente invenção também se refere a um método de cultivo das plantas que foram transformadas com um gene quimérico de acordo com a presente invenção, em que esse método compreende o plantio de sementes que compreendem um gene quimérico de acordo com a presente invenção, em uma área de um campo que é apropriado para cultivo das mencionadas plantas e na aplicação, caso as ervas daninhas estejam presentes, de uma dose, que é tóxica para as ervas daninhas, de um herbicida cujo alvo é a HPPD definida acima à mencionada área do mencionado campo, sem afetar significativamente as mencionadas sementes transformadas ou as mencionadas plantas transformadas e, em seguida, colheita das plantas cultivadas ou partes de plantas quando atingirem o estágio desejado de maturidade e, quando apropriado, na separação das sementes das plantas colhidas.The present invention also relates to a method of cultivating plants that have been transformed with a chimeric gene in accordance with the present invention, wherein said method comprises planting seeds comprising a chimeric gene in accordance with the present invention, in a area of a field which is suitable for cultivation of said plants and the application, if weeds are present, of a dose, which is toxic to weeds, of a herbicide which targets the HPPD defined above to the said area of said field, without significantly affecting said transformed seeds or said transformed plants, and then harvesting the cultivated plants or parts of plants when they reach the desired stage of maturity and, where appropriate, separating the seeds from the harvested plants.

Em uma realização específica da presente invenção, neste método, o inibidor de HPPD é um herbicida tricetona ou pirazolinato, preferencialmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona, particularmente tembotriona.In a specific embodiment of the present invention, in this method, the HPPD inhibitor is a triketone or pyrazolinate herbicide, preferably tembotrione, mesotrione or sulcotrione, particularly tembotrione.

Nos métodos acima, o herbicida cujo alvo é a HPPD pode ser aplicado de acordo com a presente invenção, seja antes do plantio da safra, antes da emergência da safra ou após a emergência da safra.In the above methods, the herbicide targeting HPPD can be applied in accordance with the present invention, either before planting the crop, before crop emergence or after crop emergence.

A presente invenção também se refere a um processo de obtenção de óleo, particularmente óleo de soja ou farelo, que compreende o cultivo de uma safra, particularmente uma safra de soja, que expressa uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção em um campo, tratamento opcional dessa safra com um herbicida inibidor de HPPD, colheita dos grãos, moagem dos grãos para a elaboração de farelo e extração do óleo. Além disso, as sementes ou grãos de plantas, sejam eles inteiros, quebrados ou picados, que contêm o gene quimérico de acordo com a presente invenção são parte da presente invenção.The present invention also relates to a process of obtaining oil, particularly soybean oil or meal, which comprises cultivating a crop, particularly a soybean crop, that expresses a mutated HPPD according to the present invention in a field, optional treatment of this crop with an HPPD-inhibiting herbicide, harvesting of the grains, grinding of the grains to produce bran and extraction of the oil. Furthermore, seeds or grains of plants, whether whole, broken or chopped, which contain the chimeric gene according to the present invention are part of the present invention.

A presente invenção refere-se, portanto, a um método de obtenção de óleo ou farelo que compreende o cultivo de uma planta transformada conforme descrito acima, tratamento opcional dessa planta com um herbicida inibidor de HPPD, colheita dos grãos e moagem dos grãos para fabricar farelo e extrair o óleo.The present invention therefore relates to a method of obtaining oil or meal comprising cultivating a transformed plant as described above, optionally treating that plant with an HPPD-inhibiting herbicide, harvesting the grains and grinding the grains to manufacture bran and extract the oil.

Em realizações específicas, os métodos acima de acordo com a presente invenção envolvem um herbicida inibidor de HPPD selecionado a partir de isoxaflutol, tembotriona, mesotriona, pirassulfotol, sulcotriona, topramezona, 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2-SO2CH3-4-CF3fenil)propano-1,3-diona e 2-ciano-3-ciclopropil-1-(2-SO2CH3-4-2,3 Cl2 fenil)propano-1,3-diona.In specific embodiments, the above methods in accordance with the present invention involve an HPPD inhibitor herbicide selected from isoxaflutole, tembotrione, mesotrione, pyrasulfotol, sulcotrione, topramezone, 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-SO2CH3- 4-CF3phenyl)propane-1,3-dione and 2-cyano-3-cyclopropyl-1-(2-SO2CH3-4-2,3 Cl2 phenyl)propane-1,3-dione.

Em outras realizações específicas, os métodos acima de acordo com a presente invenção envolvem um herbicida inibidor de HPPD da classe de tricetonas, tais como tembotriona, sulcotriona e mesotriona, ou da classe de pirazolinatos, tais como pirassulfotol e topramezona, particularmente selecionado a partir de tembotriona, sulcotriona e mesotriona, mais especificamente tembotriona.In other specific embodiments, the above methods according to the present invention involve an HPPD-inhibiting herbicide of the triketone class, such as tembotrione, sulcotrione and mesotrione, or of the pyrazolinate class, such as pyrasulfotol and topramezone, particularly selected from tembotrione, sulcotrione and mesotrione, more specifically tembotrione.

Dentro do significado da presente invenção, compreende-se que “herbicida” é uma substância ativa como herbicida por si própria ou uma substância que é combinada com um aditivo que altere a sua eficácia, tal como um agente que aumente a sua atividade (um agente sinérgico) ou que limite a sua atividade (um agente de segurança). Naturalmente, deve-se compreender que, para a sua aplicação na prática, os herbicidas acima são combinados, de uma forma que seja intrinsicamente conhecida, com os adjuvantes de formulação que são costumeiramente empregados na química agrícola.Within the meaning of the present invention, it is understood that “herbicide” is a substance active as a herbicide on its own or a substance that is combined with an additive that alters its effectiveness, such as an agent that increases its activity (an agent synergistic) or that limits its activity (a security agent). Naturally, it must be understood that, for their application in practice, the above herbicides are combined, in a way that is intrinsically known, with the formulation adjuvants that are customarily used in agricultural chemistry.

Quando a planta que foi transformada de acordo com a presente invenção contiver um ou mais genes diferentes de tolerância contra outros herbicidas (tal como um gene que codifica um EPSPS que sofreu ou não mutação e confere à planta tolerância contra herbicidas de glifosato ou um gene pat ou bar que confere tolerância contra herbicidas de glufosinato) ou quando a planta transformada for naturalmente sensível a um outro herbicida (tal como tolerância contra sulfonilureia), o método de acordo com a presente invenção pode compreender a aplicação simultânea ou coordenada cronologicamente de um inibidor de HPPD em combinação com o mencionado herbicida ou combinação de herbicidas, tais como herbicidas de glifosato e/ou glufosinato e/ou sulfonilureia.When the plant that has been transformed in accordance with the present invention contains one or more different genes for tolerance against other herbicides (such as a gene encoding an EPSPS that has or has not been mutated and confers on the plant tolerance against glyphosate herbicides or a pathogen gene or bar that confers tolerance against glufosinate herbicides) or when the transformed plant is naturally sensitive to another herbicide (such as tolerance against sulfonylurea), the method according to the present invention may comprise the simultaneous or chronologically coordinated application of a glufosinate inhibitor. HPPD in combination with said herbicide or combination of herbicides, such as glyphosate and/or glufosinate and/or sulfonylurea herbicides.

A presente invenção também se refere ao uso do gene quimérico que codifica uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção como um gene marcador durante a transformação de uma espécie vegetal, com base na seleção dos herbicidas inibidores de HPPD mencionados acima.The present invention also relates to the use of the chimeric gene encoding a mutated HPPD according to the present invention as a marker gene during the transformation of a plant species, based on the selection of the HPPD-inhibiting herbicides mentioned above.

A presente invenção também se refere a um método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD tricetona ou pirazolinato, caracterizado pelo fato de que a planta é transformada com um gene quimérico que expressa na planta uma HPPD mutada no aminoácido glicina na posição 336 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2.The present invention also relates to a method of obtaining a plant resistant to a triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor, characterized by the fact that the plant is transformed with a chimeric gene that expresses in the plant an HPPD mutated in the amino acid glycine at position 336. with reference to the amino acid sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se ao mencionado método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD tricetona ou pirazolinato, caracterizado pelo fato de que a mutação de HPPD é selecionada a partir de Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336trp, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val.In a specific embodiment, the present invention relates to the aforementioned method of obtaining a plant resistant to a triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor, characterized by the fact that the HPPD mutation is selected from Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His , Gly336Met, Gly336Phe, Gly336trp, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se ao mencionado método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD de tricetona selecionado a partir de tembotriona, mesotriona e sulcotriona.In another specific embodiment, the present invention relates to the aforementioned method of obtaining a plant resistant to a triketone HPPD inhibitor selected from tembotrione, mesotrione and sulcotrione.

Em uma outra realização específica, a presente invenção refere- se ao mencionado método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPPD de tricetona ou pirazolinato, caracterizado pelo fato de que a planta é adicionalmente transformada, simultânea ou sucessivamente, com um gene funcional nessa planta que permite a hiperexpressão de uma enzima PDH (prefenato desidrogenase).In another specific embodiment, the present invention relates to the aforementioned method of obtaining a plant resistant to a triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor, characterized by the fact that the plant is additionally transformed, simultaneously or successively, with a functional gene in this plant that allows the hyperexpression of an enzyme PDH (prephenate dehydrogenase).

A presente invenção também se refere a um método de controle de ervas daninhas em uma área ou campo, em que o método compreende a plantação nessa área ou campo de plantas transformadas resistentes a um inibidor de HPPD de tricetona ou pirazolinato que foi obtido de acordo com o método descrito acima ou sementes transformadas que dele se originam e na aplicação de uma dose que é tóxica para as ervas daninhas do mencionado inibidor de HPPD de tricetona ou pirazolinato sem afetar significativamente as mencionadas sementes transformadas ou as mencionadas plantas transformadas.The present invention also relates to a method of controlling weeds in an area or field, wherein the method comprises planting in that area or field transformed plants resistant to a triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor that has been obtained in accordance with the method described above or transformed seeds originating therefrom and in applying a dose that is toxic to weeds of said triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor without significantly affecting said transformed seeds or said transformed plants.

A presente invenção também se refere a um método de obtenção de óleo ou farelo que compreende o cultivo ou um inibidor de HPPD pirazolinato ou tricetona que tenha sido obtido de acordo com o método descrito acima ou uma semente transformada que se origina dessa planta, tratamento opcional dessa planta ou semente com um inibidor de HPPD tricetona ou pirazolinato, colheita dos grãos e moagem dos grãos para elaborar farelo e extrair o óleo.The present invention also relates to a method of obtaining oil or bran comprising cultivating either a pyrazolinate or triketone HPPD inhibitor that has been obtained in accordance with the method described above or a transformed seed that originates from that plant, optional treatment of this plant or seed with an HPPD triketone or pyrazolinate inhibitor, harvesting the grains and grinding the grains to make bran and extract the oil.

A presente invenção também se refere ao uso de uma HPPD mutada no aminoácido glicina na posição 336 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2 para tornar as plantas tolerantes a um inibidor de HPPD tricetona ou pirazolinato.The present invention also relates to the use of an HPPD mutated in the amino acid glycine at position 336 with reference to the amino acid sequence of the Pseudomonas HPPD of SEQ ID No. 2 to make plants tolerant to a triketone or pyrazolinate HPPD inhibitor.

A presente invenção também se refere ao uso de uma HPPD mutada conforme descrita acima, caracterizado pelo fato de que a mutação de HPPD é selecionada a partir de Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336trp, Gly336Asn, Gly336Cys e Gly336Val.The present invention also relates to the use of a mutated HPPD as described above, characterized by the fact that the HPPD mutation is selected from Gly336Arg, Gly336Asp, Gly336Glu, Gly336His, Gly336Met, Gly336Phe, Gly336trp, Gly336Asn, Gly336Cys and Gly336Val.

A presente invenção também se refere ao uso de uma HPPD mutada conforme descrita acima, caracterizado pelo fato de que o inibidor de HPPD é um inibidor de HPPD de tricetona selecionado a partir de tembotriona, mesotriona e sulcotriona.The present invention also relates to the use of a mutated HPPD as described above, characterized in that the HPPD inhibitor is a triketone HPPD inhibitor selected from tembotrione, mesotrione and sulcotrione.

A presente invenção também se refere a um organismo hospedeiro, particularmente células vegetais ou plantas, que contêm um gene quimérico que compreende uma sequência que codifica uma HPPD mutada de acordo com a presente invenção e que também contém um gene funcional nesse organismo hospedeiro que permite a hiperexpressão de uma enzima prefenato desidrogenase (abreviada no presente PDH).The present invention also relates to a host organism, particularly plant cells or plants, which contain a chimeric gene comprising a sequence encoding a mutated HPPD in accordance with the present invention and which also contains a functional gene in that host organism which allows for overexpression of an enzyme prephenate dehydrogenase (abbreviated in this PDH).

Na expressão “gene que é funcional em plantas, permitindo a hiperexpressão de uma enzima PDH”, o termo “PDH” deverá ser interpretado como indicando qualquer enzima PDH natural ou mutada e exibe a atividade de PDH de conversão de prefenato em HPP. Particularmente, a mencionada enzima de PDH pode originar-se de qualquer tipo de organismo. Uma enzima com atividade de PDH pode ser identificada por meio de qualquer método que possibilite a medição da queda da quantidade de substrato prefenato ou a medição do acúmulo de um produto derivado da reação enzimática, ou seja, HPP ou um dos cofatores NADH ou NADPH. Particularmente, a atividade de PDH pode ser medida por meio do método descrito no Exemplo 4.In the expression “gene that is functional in plants, allowing the overexpression of a PDH enzyme”, the term “PDH” should be interpreted as indicating any natural or mutated PDH enzyme and exhibits the PDH activity of converting prephenate to HPP. Particularly, the aforementioned PDH enzyme can originate from any type of organism. An enzyme with PDH activity can be identified using any method that makes it possible to measure the drop in the amount of prephenate substrate or to measure the accumulation of a product derived from the enzymatic reaction, that is, HPP or one of the cofactors NADH or NADPH. Particularly, PDH activity can be measured using the method described in Example 4.

Muitos genes que codificam enzimas de PDH são descritos na literatura e suas sequências podem ser identificadas no Website http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/. É particularmente conhecido o gene que codifica a enzima PDH da levedura Saccharomyces cerevisiae (Acesso n° S46037) conforme descrito em Mannhaupt et al (1989), de uma bactéria do gênero Bacillus, particularmente da espécie B. subtilis (Acesso n° P20692) conforme descrito em Henner et al (1986), de uma bactéria do gênero Escherichia, particularmente da espécie E. coli (Acesso n° KMECTD) conforme descrito em Hudson et al (1984), ou de uma bactéria do gênero Erwinia, particularmente da espécie E. herbicola (Acesso n° S29934), conforme descrito em Xia et al (1992).Many genes that encode PDH enzymes are described in the literature and their sequences can be identified on the website http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/. Particularly known is the gene that encodes the PDH enzyme from the yeast Saccharomyces cerevisiae (Accession no. S46037) as described in Mannhaupt et al (1989), from a bacterium of the genus Bacillus, particularly the species B. subtilis (Accession no. P20692) as described in Henner et al (1986), from a bacterium of the genus Escherichia, particularly the species E. coli (Accession no. KMECTD) as described in Hudson et al (1984), or from a bacterium of the genus Erwinia, particularly the species E herbicola (Accession no. S29934), as described in Xia et al (1992).

A presente invenção refere-se ainda a um método de obtenção de um organismo hospedeiro, particularmente uma célula vegetal ou uma planta, resistente a um inibidor de HPDD por meio da integração a esse organismo de pelo menos uma sequência de ácido nucleico ou um gene quimérico conforme definido acima e por meio da sua transformação adicional, simultânea ou sucessivamente, com um gene funcional nesse organismo hospedeiro que permite a hiperexpressão de uma enzima PDH (prefenato desidrogenase).The present invention further relates to a method of obtaining a host organism, particularly a plant cell or a plant, resistant to an HPDD inhibitor by integrating into that organism at least one nucleic acid sequence or a chimeric gene. as defined above and through its further transformation, simultaneously or successively, with a functional gene in that host organism that allows the hyperexpression of a PDH (prephenate dehydrogenase) enzyme.

Em uma realização específica, a presente invenção refere-se a um método de obtenção de um organismo hospedeiro, particularmente uma célula vegetal ou planta, resistente a um inibidor de HPDD tricetona ou pirazolinato, particularmente tembotriona, mesotriona ou sulcotriona.In a specific embodiment, the present invention relates to a method of obtaining a host organism, particularly a plant cell or plant, resistant to a triketone or pyrazolinate HPDD inhibitor, particularly tembotrione, mesotrione or sulcotrione.

Meios e métodos que poderão ser utilizados para a obtenção de organismos hospedeiros, particularmente uma célula vegetal ou uma planta, transformadas com um gene que permite a hiperexpressão de uma enzima HPPD, e com um gene que permite a hiperexpressão de uma enzima PDH são extensamente descritos na publicação WO 04/024928, cujo teor é incorporado ao presente como referência.Means and methods that may be used to obtain host organisms, particularly a plant cell or a plant, transformed with a gene that allows the hyperexpression of an HPPD enzyme, and with a gene that allows the hyperexpression of a PDH enzyme are extensively described. in publication WO 04/024928, the content of which is incorporated herein by reference.

A referência no presente relatório descritivo a qualquer publicação anterior (ou informações dela derivadas) ou a qualquer objeto que seja conhecido não é e não deverá ser considerada reconhecimento, admissão ou qualquer forma de sugestão de que a publicação (ou informação) anterior ou matéria conhecida faz parte do conhecimento geral comum no campo da presente invenção.Reference in this specification to any prior publication (or information derived therefrom) or to any subject matter which is known is not and shall not be construed as an acknowledgment, admission or any form of suggestion that the prior publication (or information) or matter known is part of the common general knowledge in the field of the present invention.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

Fig. 1: alinhamento das sequências de HPPD de Streptomyces avermilitis, Daucus carota, Arabidopsis thaliana, Zea mais, Hordeum vulgare, Mycosphaerella graminicola, Coccicoides immitis, Mus musculus e Pseudomonas fluorescens. A numeração dos aminoácidos é realizada de acordo com a sequência de Pseudomonas e um asterisco designa os aminoácidos que são comuns a essas sequências.Fig. 1: Alignment of HPPD sequences from Streptomyces avermilitis, Daucus carota, Arabidopsis thaliana, Zea mais, Hordeum vulgare, Mycosphaerella graminicola, Coccicoides immitis, Mus musculus and Pseudomonas fluorescens. The numbering of amino acids is carried out according to the Pseudomonas sequence and an asterisk designates the amino acids that are common to these sequences.

LISTAGEM DE SEQUÊNCIASSEQUENCE LISTING

SEQ ID N° 1: sequência de ácidos nucleicos que codifica HPPD de Pseudomonas fluorescens.SEQ ID NO. 1: nucleic acid sequence encoding HPPD from Pseudomonas fluorescens.

SEQ ID N° 2: sequência de aminoácidos de HPPD de Pseudomonas fluorescens.SEQ ID NO. 2: amino acid sequence of HPPD from Pseudomonas fluorescens.

SEQ ID N° 3: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Arabidopsis thaliana.SEQ ID NO. 3: nucleic acid sequence encoding HPPD from Arabidopsis thaliana.

SEQ ID N° 4: sequência de aminoácidos de HPPD de Arabidopsis thaliana.SEQ ID NO. 4: amino acid sequence of HPPD from Arabidopsis thaliana.

SEQ ID N° 5: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Mus musculus.SEQ ID NO. 5: nucleic acid sequence encoding HPPD from Mus musculus.

SEQ ID N° 6: sequência de aminoácidos de HPPD de Mus musculus.SEQ ID NO. 6: Amino acid sequence of HPPD from Mus musculus.

SEQ ID N° 7: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Coccidioides immitis.SEQ ID NO. 7: nucleic acid sequence encoding HPPD from Coccidioides immitis.

SEQ ID N° 8: sequência de aminoácidos de HPPD de Coccidiodides immitis.SEQ ID NO. 8: amino acid sequence of HPPD from Coccidiodides immitis.

SEQ ID N° 9: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Mycosphaerella graminicola.SEQ ID NO. 9: nucleic acid sequence encoding HPPD from Mycosphaerella graminicola.

SEQ ID N° 10: sequência de aminoácidos de HPPD de Mycosphaerella graminicola.SEQ ID NO. 10: amino acid sequence of HPPD from Mycosphaerella graminicola.

SEQ ID N° 11: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Hordeum vulgare.SEQ ID NO. 11: nucleic acid sequence encoding HPPD from Hordeum vulgare.

SEQ ID N° 12: sequência de aminoácidos de HPPD de Hordeum vulgare.SEQ ID NO. 12: amino acid sequence of HPPD from Hordeum vulgare.

SEQ ID N° 13: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Zea mais.SEQ ID NO. 13: nucleic acid sequence encoding Zea plus HPPD.

SEQ ID N° 14: sequência de aminoácidos de HPPD de Zea mais.SEQ ID NO. 14: Zea plus HPPD amino acid sequence.

SEQ ID N° 15: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Daucus carota.SEQ ID NO. 15: nucleic acid sequence encoding HPPD from Daucus carota.

SEQ ID N° 16: sequência de aminoácidos de HPPD de Daucus carota.SEQ ID NO. 16: amino acid sequence of HPPD from Daucus carota.

SEQ ID N° 17: sequência de ácido nucleico que codifica HPPD de Streptomyces avermilitis.SEQ ID NO. 17: nucleic acid sequence encoding HPPD from Streptomyces avermilitis.

SEQ ID N° 18: sequência de aminoácidos de HPPD de Streptomyces avermilitis.SEQ ID NO. 18: amino acid sequence of HPPD from Streptomyces avermilitis.

SEQ ID N° 19: sequência de primer kerfiOOI.SEQ ID NO. 19: kerfiOOI primer sequence.

SEQ ID N° 20: sequência de primer kerfi002.SEQ ID NO. 20: kerfi002 primer sequence.

SEQ ID N° 21: sequência de primer kerfi003.SEQ ID NO. 21: kerfi003 primer sequence.

SEQ ID N° 22: sequência de primer kerfi004.SEQ ID NO. 22: kerfi004 primer sequence.

SEQ ID N° 23: sequência de primer kerfi007.SEQ ID NO. 23: kerfi007 primer sequence.

SEQ ID N° 24: sequência de primer kerfi008.SEQ ID NO. 24: kerfi008 primer sequence.

SEQ ID N° 25: sequência de primer kerfiO11.SEQ ID NO. 25: kerfiO11 primer sequence.

SEQ ID N° 26: sequência de primer kerfi012.SEQ ID NO. 26: kerfi012 primer sequence.

SEQ ID N° 27: sequência de primer kerfi014.SEQ ID NO. 27: kerfi014 primer sequence.

SEQ ID N° 28: sequência de primer kerfi016.SEQ ID NO. 28: kerfi016 primer sequence.

SEQ ID N° 29: sequência de primer kerfi019.SEQ ID NO. 29: kerfi019 primer sequence.

SEQ ID N° 30: sequência de primer kerfi020.SEQ ID NO. 30: kerfi020 primer sequence.

SEQ ID N° 31: sequência de primer kerfi015.SEQ ID NO. 31: kerfi015 primer sequence.

SEQ ID N° 32: sequência de primer kerfi018.SEQ ID NO. 32: kerfi018 primer sequence.

EXEMPLOSEXAMPLES

Os vários aspectos da presente invenção serão mais bem compreendidos com o auxílio dos exemplos experimentais que seguem. Todos os métodos ou operações que são descritos abaixo nesses exemplos são fornecidos como forma de exemplo e correspondem a uma seleção que é elaborada a partir dos diferentes métodos que são disponíveis para chegar ao mesmo resultado ou similar. Esta escolha não possui efeito sobre a qualidade do resultado e, consequentemente, os técnicos no assunto podem utilizar qualquer método apropriado para chegar ao mesmo resultado ou similar. A maior parte dos métodos de manipulação de fragmentos de DNA é descrita emThe various aspects of the present invention will be better understood with the aid of the experimental examples that follow. All methods or operations that are described below in these examples are provided by way of example and correspond to a selection that is drawn up from the different methods that are available to achieve the same or similar result. This choice has no effect on the quality of the result and, consequently, those skilled in the art can use any appropriate method to achieve the same or similar result. Most methods for manipulating DNA fragments are described in

Current Protocols in Molecular Biology, Volumes 1 e 2, Ausubel, F. M. et al, publicado pela Greene Publishing Associates & Wiley Interscience (1989) ou em Molecular Cloning, T. Maniatis, E. F. Fritsch, J. Sambrook, 1982, ou em Sambrook, J. e Russell, D., 2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (terceira edição).Current Protocols in Molecular Biology, Volumes 1 and 2, Ausubel, F. M. et al, published by Greene Publishing Associates & Wiley Interscience (1989) or in Molecular Cloning, T. Maniatis, E. F. Fritsch, J. Sambrook, 1982, or in Sambrook, J. and Russell, D., 2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (third edition).

EXEMPLO 1EXAMPLE 1 PREPARAÇÃO DE HPPD MUTADAPREPARATION OF MUTATED HPPD DESCRIÇÃO GERALGENERAL DESCRIPTION

A sequência codificadora de AtHPPD de Arabidopsis thaliana (1335 pb) (Genebank AF047834; WO 96/38567) foi clonada inicialmente no vetor de expressão pQE-30 (QIAGEN) entre os sítios de restrição de BamHI e HindIII.The Arabidopsis thaliana AtHPPD coding sequence (1335 bp) (Genebank AF047834; WO 96/38567) was initially cloned into the expression vector pQE-30 (QIAGEN) between the BamHI and HindIII restriction sites.

A sequência codificadora de PfHPPD de Pseudomonas fluorescens (1174 pb) (Rüetschi et al, Eur. J. Biochem., 205, 459-466, 1992, WO 96/38567) foi clonada inicialmente no sítio NcoI exclusivo do vetor de expressão pKK233-2 (Pharmacia) que fornece um códon de início.The coding sequence for PfHPPD from Pseudomonas fluorescens (1174 bp) (Rüetschi et al, Eur. J. Biochem., 205, 459-466, 1992, WO 96/38567) was initially cloned into the exclusive NcoI site of the expression vector pKK233- 2 (Pharmacia) which provides a start codon.

Os vetores pQE-30-AtHPPD e pKK233-2-PfHPPD foram utilizados para conexão mediada por PCR de um sítio de restrição de NcoI e de uma sequência que codifica uma marca His6 N-terminal às extremidades 5’ e um sítio de restrição de XbaI às extremidades 3’ de AtHPPD e PfHPPD.The vectors pQE-30-AtHPPD and pKK233-2-PfHPPD were used for PCR-mediated connection of an NcoI restriction site and a sequence encoding an N-terminal His6 tag to the 5' ends and an XbaI restriction site. to the 3' ends of AtHPPD and PfHPPD.

O produto de PCR do gene AtHPPD foi isolado a partir de um gel de agarose, cortado com as enzimas de restrição NcoI e XbaI, purificado com o Kit de Purificação de PCR MinElute® (Qiagen) e clonado no vetor pSE420(RI)NX cortado com as mesmas enzimas de restrição.The AtHPPD gene PCR product was isolated from an agarose gel, cut with NcoI and XbaI restriction enzymes, purified with the MinElute® PCR Purification Kit (Qiagen) and cloned into the cut pSE420(RI)NX vector with the same restriction enzymes.

Com referência ao gene PfHPPD, o produto de PCR foi isolado de um gel de agarose e clonado no vetor PCR®2.1-TOPO®. Ele foi extirpado desse vetor com as enzimas de restrição NcoI e XbaI, isoladas de um gel de agarose e clonadas no vetor pSE420(RI)NX cortado com as mesmas enzimas de restrição. Ambos, pSE420(RI)NX-AtHPPD e -PfHPPD, foram submetidos a mutagênese sítio-dirigida mediada por PCR para alterar um códon definido em sítios correspondentes dos dois genes. O códon correspondente codifica Gly336 em WT PfHPPD e Gly422 em WT AtHPPD.With reference to the PfHPPD gene, the PCR product was isolated from an agarose gel and cloned into the PCR®2.1-TOPO® vector. It was excised from this vector with the restriction enzymes NcoI and XbaI, isolated from an agarose gel and cloned into the pSE420(RI)NX vector cut with the same restriction enzymes. Both pSE420(RI)NX-AtHPPD and -PfHPPD were subjected to PCR-mediated site-directed mutagenesis to change a defined codon in corresponding sites of the two genes. The corresponding codon encodes Gly336 in WT PfHPPD and Gly422 in WT AtHPPD.

Os códons que sofreram mutação nas sequências codificadoras são analisados utilizando o método de Pirossequenciamento®.The codons that have undergone mutation in the coding sequences are analyzed using the Pyrosequencing® method.

LIGAÇÃO MEDIADA POR PCR DE UMA SEQUÊNCIA QUE CODIFICA UMA MARCAÇÃO HIS6 N-TERMINAL E SÍTIOS DE RESTRIÇÃO NCO I E XBA IPCR-MEDIATED BINDING OF A SEQUENCE ENCODING AN N-TERMINAL HIS6 TAG AND NCO I AND XBA I RESTRICTION SITES

A reação de PCR para cada gene (AtHPPD e PfHPPD) foi conduzida em 24 poços de uma placa de PCR com 96 poços, respectivamente. Como os primers direto e reverso para essa reação diferem de tamanho em 18 (AtHPPD) e 22 pb (PfHPPD), foi realizado um gradiente de temperatura de anelamento de 40,9 °C a 64,5 °C, em que cada poço é submetido a uma outra temperatura de anelamento dentro dessa faixa. Quando os primers anelam no molde de fita única pela primeira vez, foi produzida uma sobreposição 5’ na nova fita, até que a sua fita complementar é sintetizada e essa sobreposição formada pela região 5’ do primeiro primer é parte do molde. As sequências codificadoras foram estendidas desta forma nas duas extremidades, introduzindo uma sequência que codifica uma marcação His6 N-terminal e um sítio de restrição nas duas extremidades. As misturas de reação contêm 500 ng de DNA de pQE-30- At HPPD pQE-30 (1 μl de maxipreparação de plasmídeos) ou 1 μg de DNA de pKK233-2-PfHPPD (0,75 μl de maxipreparação de plasmídeos), 1 μl de kerfi001 e kerfi002, respectivamente, para AtHPPD ou kerfi003 e kerfi004, respectivamente, para AtHPPD ou kerfi003 e kerfi004, respectivamente, para PfHPPD (todas as soluções de primer possuem uma concentração de 10 pmol*μl-1), 25 μl de mistura Master HotStarTaq (Qiagen) e água em grau de biologia molecular HyPure® até um volume final de 50 μl. O programa de PCR é definido conforme segue: The PCR reaction for each gene (AtHPPD and PfHPPD) was conducted in 24 wells of a 96-well PCR plate, respectively. As the forward and reverse primers for this reaction differ in size by 18 (AtHPPD) and 22 bp (PfHPPD), an annealing temperature gradient from 40.9°C to 64.5°C was performed, where each well is subjected to another annealing temperature within this range. When the primers anneal on the single-stranded template for the first time, a 5' overlap is produced on the new strand, until its complementary strand is synthesized and this overlap formed by the 5' region of the first primer is part of the template. The coding sequences were extended in this way at both ends, introducing a sequence encoding an N-terminal His6 tag and a restriction site at both ends. Reaction mixtures contain 500 ng of pQE-30-At HPPD pQE-30 DNA (1 μl of plasmid maxiprep) or 1 μg of pKK233-2-PfHPPD DNA (0.75 μl of plasmid maxiprep), 1 μl of kerfi001 and kerfi002, respectively, for AtHPPD or kerfi003 and kerfi004, respectively, for AtHPPD or kerfi003 and kerfi004, respectively, for PfHPPD (all primer solutions have a concentration of 10 pmol*μl-1), 25 μl of mixture Master HotStarTaq (Qiagen) and HyPure® molecular biology grade water to a final volume of 50 μl. The PCR program is defined as follows:

A etapa 2 é repetida vinte vezes.Step 2 is repeated twenty times.

As reações de PCR foram submetidas a eletroforese em gel de agarose que produziu faixas claras correspondentes a fragmentos de cerca de 1500 pb (AtHPPD) ou 1100 pb (PfhPPD). As faixas foram recortadas do gel e o DNA foi purificado utilizando o Kit de Extração de Gel QIAquick® (Qiagen).The PCR reactions were subjected to agarose gel electrophoresis which produced clear bands corresponding to fragments of around 1500 bp (AtHPPD) or 1100 bp (PfhPPD). Lanes were cut from the gel and DNA was purified using the QIAquick® Gel Extraction Kit (Qiagen).

CLONAGEM NO VETOR PCR®2.1-TOPO® (INVITROGEN)CLONING IN VECTOR PCR®2.1-TOPO® (INVITROGEN)

O vetor pCR®2.1-TOPO® (3931 pb) foi utilizado para clonagem em uma etapa de produtos de PCR amplificados por Taq polimerase que exibem sobreposições de 3’-adenosina (A). O vetor, por sua vez, foi linearizado e exibiu sobreposições de 3’-timidina (T) isoladas nas suas extremidades. A topoisomerase I foi ligada covalentemente a essas 3’-timidinas que serviram de ligação covalente do vetor ao produto de PCR. Para seleção de células bacterianas que conduzem o vetor, poder-se-á utilizar ampicilina ou canamicina. O vetor possuiu um sítio de restrição de XbaI nos seus diversos sítios de clonagem e um sítio de restrição de NcoI no gene KanR.The pCR®2.1-TOPO® vector (3931 bp) was used for one-step cloning of Taq polymerase-amplified PCR products exhibiting 3'-adenosine (A) overlaps. The vector, in turn, was linearized and exhibited isolated 3'-thymidine (T) overlaps at its ends. Topoisomerase I was covalently linked to these 3'-thymidines, which served as a covalent link between the vector and the PCR product. To select bacterial cells that carry the vector, ampicillin or kanamycin can be used. The vector had an XbaI restriction site in its various cloning sites and an NcoI restriction site in the KanR gene.

As soluções de DNA obtidas de cada extração de gel foram utilizadas para clonagem de TOPO TA, respectivamente. Após a transformação de células TOP10 de E. coli, cada reação gerou três colônias brancas (A1-A3, P1-P3) que foram utilizadas para inocular 5 ml de meio LB/amp.The DNA solutions obtained from each gel extraction were used for TOPO TA cloning, respectively. After transformation of E. coli TOP10 cells, each reaction generated three white colonies (A1-A3, P1-P3) that were used to inoculate 5 ml of LB medium/amp.

Para determinar se os vetores dessas colônias conduziam o fragmento inserido correto, foi preparado DNA de plasmídeo a partir de 4 ml de cultivos A1-A3 de pCR®2.1-TOPO®-AtHPPD e cultivos P1-P3 de PfHPPD utilizando o Kit de Minipreparação de Centrifugação QIAprep® (Qiagen). Soluções de DNA obtidas dessas preparações de plasmídeos foram submetidas a digestão de restrição com HindIII e XhoI que foi analisado em seguida sobre um gel de agarose a 1%. Tanto HindIII quanto XhoI possuem um único sítio de restrição no vetor pCR®2.1-TOPO®-AtHPPD/PfHPPD, respectivamente. A digestão de restrição de DNA do clone A1 produziu as faixas esperadas que representam um fragmento de 1461 pb (sequência codificadora de AtHPPD) e o fragmento de vetor de 3831 pb; a digestão de restrição de P3 produziu as faixas esperadas que representam um fragmento de 1206 pb (sequência codificadora de PfHPPD) e o fragmento de vetor de 3831 pb sobre o gel de agarose.To determine whether the vectors from these colonies carried the correct inserted fragment, plasmid DNA was prepared from 4 ml of pCR®2.1-TOPO®-AtHPPD cultures A1-A3 and PfHPPD cultures P1-P3 using the QIAprep® Centrifugation (Qiagen). DNA solutions obtained from these plasmid preparations were subjected to restriction digestion with HindIII and XhoI which was then analyzed on a 1% agarose gel. Both HindIII and XhoI have a single restriction site in the pCR®2.1-TOPO®-AtHPPD/PfHPPD vector, respectively. Restriction digestion of clone A1 DNA produced the expected bands representing a 1461-bp fragment (AtHPPD coding sequence) and the 3831-bp vector fragment; restriction digestion of P3 produced the expected bands representing a 1206 bp fragment (PfHPPD coding sequence) and the 3831 bp vector fragment on the agarose gel.

DNA obtido por meio da maxipreparação de plasmídeos utilizando o Kit Maxi QIAfilter® (Qiagen) e uma precipitação de NaAc e EtOH subsequente a partir de 100 ml de cultivo de LB/amp líquido A1 (AtHPPD) ou P3 (PfHPPD) foi utilizado para determinar a sequência de DNA do gene HPPD inserido correspondente no vetor pCR®2.1-TOPO®. Conduziu-se sequenciamento de DNA com os primers M13 uni (-21) e M13 rev (-29) pela Eurofins MWG GmbH.DNA obtained through plasmid maxipreparation using the QIAfilter® Maxi Kit (Qiagen) and a subsequent NaAc and EtOH precipitation from 100 ml of liquid LB/amp culture A1 (AtHPPD) or P3 (PfHPPD) was used to determine the DNA sequence of the corresponding HPPD gene inserted into the pCR®2.1-TOPO® vector. DNA sequencing was conducted with primers M13 uni (-21) and M13 rev (-29) by Eurofins MWG GmbH.

O sequenciamento confirmou a sequência de DNA correta de AtHPPD e PfHPPD no vetor pCR®2.1-TOPO®, incluindo os sítios de restrição nas duas extremidades das sequências codificadoras.Sequencing confirmed the correct DNA sequence of AtHPPD and PfHPPD in the pCR®2.1-TOPO® vector, including the restriction sites at both ends of the coding sequences.

CLONAGEM EM PSE420(RI)NXCLONING IN PSE420(RI)NX

O vetor de clonagem e expressão pSE420(RI)NX (5261 pb) é baseado no plasmídeo pSE420 da Invitrogen. Modificações desse vetor incluem a adição de um gene de tolerância a canamicina e a remoção da maior parte da região superligante (múltiplos sítios de clonagem).The pSE420(RI)NX cloning and expression vector (5261 bp) is based on the pSE420 plasmid from Invitrogen. Modifications of this vector include the addition of a kanamycin tolerance gene and the removal of most of the superlinker region (multiple cloning sites).

O plasmídeo possui o promotor trp-lac (trc) e o gene lacIq que fornece o repressor lac em cada linhagem hospedeira de E. coli. O repressor lac liga-se ao operador lac (lacO) e restringe a expressão do gene alvo; esta inibição pode ser aliviada por meio da indução com isopropil β-D-1- tiogalactopiranosida (IPTG).The plasmid has the trp-lac (trc) promoter and the lacIq gene that provides the lac repressor in each E. coli host strain. The lac repressor binds to the lac operator (lacO) and restricts expression of the target gene; this inhibition can be alleviated through induction with isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG).

Os genes AtHPPD e PfHPPD foram clonados no vetor pSE420(RI)NX entre os sítios de restrição de NcoI e XbaI.The AtHPPD and PfHPPD genes were cloned into the pSE420(RI)NX vector between the NcoI and XbaI restriction sites.

MUTAGÊNESE SÍTIO-DIRIGIDA COM BASE EM PCRPCR-BASED SITE-DIRECTED MUTAGENESIS

DNA molde (pSE420(RI)NX-AtHPPD e pSE420(RI)NX- PfHPPD) foi isolado de cultivo líquido de TOP10 de E. coli por meio da realização de uma minipreparação de plasmídeos. As soluções de DNA obtidas por meio dessas minipreparações foram diluídas até uma concentração de 0,05 μg*μl-1. Mutagênese sítio-dirigida com base em PCR necessita de dois primers de DNA quimicamente sintetizados (primer direto e reverso) que são complementares para a mesma região de DNA, cada um dos quais para uma fita molde de DNA de fita dupla. Esses primers contêm a mutação desejada no seu centro e cobrem uma região de cerca de vinte a trinta nucleotídeos do molde, incluindo o sítio de mutação e dez a quinze bases sobre cada um dos seus lados. O sítio de mutação cobre três nucleotídeos que variam 46/60 independentemente nos primers, a fim de obter cada códon possível no sítio selecionado.Template DNA (pSE420(RI)NX-AtHPPD and pSE420(RI)NX- PfHPPD) was isolated from liquid culture of E. coli TOP10 by performing a plasmid miniprep. The DNA solutions obtained through these minipreparations were diluted to a concentration of 0.05 μg*μl-1. PCR-based site-directed mutagenesis requires two chemically synthesized DNA primers (forward and reverse primer) that are complementary to the same region of DNA, each of which to a template strand of double-stranded DNA. These primers contain the desired mutation in their center and cover a region of about twenty to thirty nucleotides of the template, including the mutation site and ten to fifteen bases on each of its sides. The mutation site covers three nucleotides that vary 46/60 independently in the primers in order to obtain every possible codon at the selected site.

Na mutagênese de PCR circular, um molde de plasmídeo é completamente copiado por meio de reprodução de círculos de rolamento a partir da extremidade 3’ OH de um primer que é incorporado à fita em crescimento. Cada nova molécula de DNA conduz em seguida um ou mais nucleotídeos alterados que estavam contidos no primer. Utiliza-se DNA polimerase de alta fidelidade, a fim de reduzir a possibilidade de mutações indesejadas adicionais.In circular PCR mutagenesis, a plasmid template is completely copied by reproducing rolling circles from the 3' OH end of a primer that is incorporated into the growing strand. Each new DNA molecule then carries one or more altered nucleotides that were contained in the primer. High-fidelity DNA polymerase is used to reduce the possibility of additional unwanted mutations.

Os pares de primers de oligonucleotídeos kerfi007/kerfi008 (AtHPPD) e kerfi011/kerfi012 (PfHPPD) foram dissolvidos em água até uma concentração de 10 pmol*μl-1. Para a reação de PCR por mutagênese, foram utilizados 50 ng de plasmídeo molde de minipreparações de pSE420(RI)NX- AtHPPD ou pSE420(RI)NX-PfHPPD, diluídas até uma concentração de 0,05 μg*μl-1. A mistura de reação foi composta conforme segue: Oligonucleotide primer pairs kerfi007/kerfi008 (AtHPPD) and kerfi011/kerfi012 (PfHPPD) were dissolved in water to a concentration of 10 pmol*μl-1. For the PCR reaction by mutagenesis, 50 ng of template plasmid from minipreparations of pSE420(RI)NX- AtHPPD or pSE420(RI)NX-PfHPPD were used, diluted to a concentration of 0.05 μg*μl-1. The reaction mixture was composed as follows:

O programa de PCR foi o mesmo para mutagênese de AtHPPD e PfHPPD e o tempo de alongamento foi definido em sete minutos, considerando que leva um minuto para reproduzir 1 kb de DNA de plasmídeo. The PCR program was the same for AtHPPD and PfHPPD mutagenesis and the elongation time was set at seven minutes, considering that it takes one minute to reproduce 1 kb of plasmid DNA.

A etapa 2 é repetida dezoito vezes.Step 2 is repeated eighteen times.

Após a reação de PCR, as reações foram mantidas sobre gelo para resfriamento até a temperatura ambiente. After the PCR reaction, the reactions were kept on ice to cool to room temperature.

Em seguida, os plasmídeos mutantes de reação de PCR foram selecionados utilizando a endonuclease de restrição Dpn I. Somente DNA dam-metilado é degradado pela enzima de restrição Dpn I cujo sítio de restrição GMe6ATC é relativamente abundante. Os moldes de plasmídeo que foram produzidos por bactérias foram metilados e são, portanto, degradados. DNA amplificado por PCR, entretanto, mantém-se intacto.Then, PCR reaction mutant plasmids were selected using the Dpn I restriction endonuclease. Only dam-methylated DNA is degraded by the Dpn I restriction enzyme whose GMe6ATC restriction site is relatively abundant. The plasmid templates that were produced by bacteria have been methylated and are therefore degraded. DNA amplified by PCR, however, remains intact.

Adicionou-se 1 μl de enzima de restrição Dpn I (10 U*μl-1) às reações de PCR e as soluções foram misturadas por meio de pipeta para cima e para baixo. Após um minuto de centrifugação (13.200 rpm), as reações foram incubadas a 37 °C por uma hora.1 μl of Dpn I restriction enzyme (10 U*μl-1) was added to the PCR reactions and the solutions were mixed by pipetting up and down. After one minute of centrifugation (13,200 rpm), the reactions were incubated at 37 °C for one hour.

Os plasmídeos mutantes continham entalhes coordenados na extremidade 5’ de cada primer e poderiam ser transformados diretamente em células competentes. Para concentrar plasmídeos mutantes, foi conduzida uma precipitação de NaAC e EtOH e o DNA foi novamente suspenso em 10 μl de Água em Grau de Biologia Molecular HyPure®. Foram utilizados posteriormente 3 μl dessas soluções de plasmídeos para transformação de células K-12 MG1655 de E. coli eletrocompetentes e, no caso de AtHPPD, utilizou-se 1 μl para transformação de células TOP10 de E. coli eletrocompetentes.The mutant plasmids contained coordinated nicks at the 5' end of each primer and could be transformed directly into competent cells. To concentrate mutant plasmids, a NaAC and EtOH precipitation was conducted and the DNA was resuspended in 10 μl of HyPure® Molecular Biology Grade Water. 3 μl of these plasmid solutions were subsequently used to transform electrocompetent E. coli K-12 MG1655 cells and, in the case of AtHPPD, 1 μl was used to transform electrocompetent E. coli TOP10 cells.

Para AtHPPD, foi obtido um total de 62 clones K-12 MG1655 de E. coli, que foram cultivados para análise subsequente do códon mutado em placas com 96 poços profundas de 2 ml Costar®. Para obter um número mais alto de clones, utilizou-se E. coli TOP10 como hospedeiro alternativo de clonagem de plasmídeos em mutagênese. A transformação de células TOP10 de E. coli com plasmídeos que sofreram mutagênese gerou diversas centenas de clones.For AtHPPD, a total of 62 E. coli K-12 MG1655 clones were obtained, which were grown for subsequent analysis of the mutated codon in Costar® 2 ml deep 96-well plates. To obtain a higher number of clones, E. coli TOP10 was used as an alternative host for cloning plasmids in mutagenesis. Transformation of TOP10 E. coli cells with plasmids that underwent mutagenesis generated several hundred clones.

Com referência a PfHPPD, foi obtido um total de 252 clones K-12 MG1655 de E. coli que foram cultivados para análise conforme descrito para clones transformados com plasmídeos AtHPPD.With reference to PfHPPD, a total of 252 E. coli K-12 MG1655 clones were obtained and were grown for analysis as described for clones transformed with AtHPPD plasmids.

EXEMPLO 2EXAMPLE 2 REAÇÕES DE PIROSSEQUENCIAMENTO® PARA VERIFICAÇÃO DE MUTAÇÕES PONTUAISPYROSEQUENCING® REACTIONS FOR VERIFICATION OF POINT MUTATIONS

A tecnologia de Pirossequenciamento® foi utilizada para verificar mutações pontuais por meio da determinação da sequência de nucleotídeos de uma seção curta definida de DNA. Foi realizada uma reação de PCR antes da amplificação de um fragmento de DNA curto que contém a seção a ser sequenciada. O molde amplificado por PCR necessita ter fita única e ser ligado covalentemente a uma molécula de biotina na sua extremidade 5’. Biotina serviu para ligar o molde de forma não covalente a estreptavidina que foi ligada a uma fase estacionária de agarose reticulada (sefarose).Pyrosequencing® technology was used to verify point mutations by determining the nucleotide sequence of a defined short section of DNA. A PCR reaction was performed before amplification of a short DNA fragment containing the section to be sequenced. The template amplified by PCR needs to be single-stranded and covalently linked to a biotin molecule at its 5' end. Biotin served to non-covalently bind the template to streptavidin which was bound to a cross-linked agarose stationary phase (sepharose).

AMPLIFICAÇÃO DE FRAGMENTOS DE DNA BIOTINILADOSAMPLIFICATION OF BIOTINYLATED DNA FRAGMENTS

A reação de PCR foi conduzida em placas de PCR com 96 poços. A mistura de reação contém 1 μl de solução de primer direto (kerfi016 para AtHPPD, kerfi020 para PfHPPD; 10 pmol*μl-1), 1 μl de solução de primer reverso (contém uma modificação de biotina nas suas extremidades 5’; kerfi019 para AtHPPD, kerfi014 para PfHPPD; 10 pmol*μl-1), 2 μl de cultivo bacteriano líquido de um clone cultivado em uma placa com poços profundos, 25 μl de Mistura Master HotStarTaq® e 21 μl de Água em Grau de Biologia Molecular HyPure®.The PCR reaction was conducted in 96-well PCR plates. The reaction mixture contains 1 μl of forward primer solution (kerfi016 for AtHPPD, kerfi020 for PfHPPD; 10 pmol*μl-1), 1 μl of reverse primer solution (contains a biotin modification at its 5' ends; kerfi019 for AtHPPD, kerfi014 for PfHPPD; 10 pmol*μl-1), 2 μl of liquid bacterial culture from a clone grown in a deep well plate, 25 μl of HotStarTaq® Master Mix, and 21 μl of HyPure® Molecular Biology Grade Water .

Os programas de PCR para AtHPPD e PfHPPD apresentaram diferenças nas temperaturas de anelamento, que foram definidas em 55 °C e 60 °C, respectivamente. The PCR programs for AtHPPD and PfHPPD showed differences in annealing temperatures, which were set at 55 °C and 60 °C, respectively.

REAÇÃO DE PIROSSEQUENCIAMENTO®PYROSSEQUENCING® REACTION

A reação de Pirossequenciamento® (Biotage) foi conduzida em placas com 96 poços. A cada 45 μl de reação de PCR, foram adicionados 40 μl de tampão de ligação (10 mM de Tris-HCl; 2 M de NaCl; 1 mM de EDTA; 0,1% Tween 20), 3 μl de esferas de estreptavidina sefarose (composição patenteada - GE Healthcare BioScience AB) e 12 μl de ddH2O. Essas misturas foram agitadas por dez minutos na placa de PCR com 96 poços.The Pyrosequencing® reaction (Biotage) was conducted in 96-well plates. To each 45 μl of PCR reaction, 40 μl of binding buffer (10 mM Tris-HCl; 2 M NaCl; 1 mM EDTA; 0.1% Tween 20), 3 μl of streptavidin sepharose beads were added. (patented composition - GE Healthcare BioScience AB) and 12 μl of ddH2O. These mixtures were shaken for ten minutes in the 96-well PCR plate.

Com uma “ferramenta de preparação de vácuo”, cada solução foi depositada em seguida por meio de um pequeno filtro fixado a um pequeno tubo metálico, enquanto as esferas de estreptavidina, agora ligadas ao produto de PCR biotinilado, foram retidas sobre os filtros por meio da sucção. Segundo este princípio, os filtros foram imersos em seguida em etanol a 70% por cinco segundos para lavar o DNA e remover os primers, dNTPs e outros componentes da reação de PCR. O procedimento foi repetido com 0,2 M de NaOH para desnaturar dsDNA e deixar apenas a fita de DNA biotinilada ligada às esferas de estreptavidina. Após uma lavagem final do DNA em tampão de lavagem, a “ferramenta de preparação de vácuo” foi mantida sobre uma placa PSQ® 96 que continha 40 μl de tampão de anelamento e 0,1 μl de solução de primer de Pirossequenciamento® (100 pmol*μl*; kerfi018 para At HPPD/kerfi015 para PfHPPD) por poço. O vácuo foi desligado em seguida e cada filtro foi mergulhado na seu poço correspondente para dissolver o DNA que foi retido pelo filtro. A placa foi incubada em seguida a 80 °C por dois minutos para resolver estruturas secundárias eventualmente formadas nos moldes de DNA. Enquanto as soluções eram resfriadas à temperatura ambiente, os primers de Pirossequenciamento® se hibridizavam nos seus sítios de ligação sobre o molde.Using a “vacuum preparation tool”, each solution was then deposited through a small filter attached to a small metal tube, while the streptavidin beads, now bound to the biotinylated PCR product, were retained on the filters through of suction. According to this principle, the filters were then immersed in 70% ethanol for five seconds to wash the DNA and remove the primers, dNTPs and other components of the PCR reaction. The procedure was repeated with 0.2 M NaOH to denature dsDNA and leave only the biotinylated DNA strand attached to the streptavidin beads. After a final wash of the DNA in wash buffer, the “vacuum priming tool” was held over a PSQ® 96 plate that contained 40 μl of annealing buffer and 0.1 μl of Pyrosequencing® primer solution (100 pmol *μl*; kerfi018 for At HPPD/kerfi015 for PfHPPD) per well. The vacuum was then turned off and each filter was immersed in its corresponding well to dissolve the DNA that was retained by the filter. The plate was then incubated at 80 °C for two minutes to resolve secondary structures eventually formed on the DNA templates. While the solutions were cooled to room temperature, the Pyrosequencing® primers hybridized to their binding sites on the template.

Os componentes restantes das reações de Pirossequenciamento® (620 μl de mistura de enzimas, 620 μl de mistura de substratos e 130 μl de cada solução de dNTP) foram colocados em poços separados de um cartucho. O cartucho e a placa PSQ® foram colocados em seguida no interior do ID de PyroMark®.The remaining components of the Pyrosequencing® reactions (620 μl of enzyme mixture, 620 μl of substrate mixture, and 130 μl of each dNTP solution) were placed in separate wells of a cartridge. The cartridge and PSQ® plate were then placed inside the PyroMark® ID.

O instrumento de Pirossequenciamento® adicionou automaticamente enzima e substrato à mistura de reação antes do início da reação de sequenciamento por meio da adição do primeiro dNTP. Para determinar a sequência de DNA abaixo no fluxo do primer, é conduzida uma rodada de SQA. A ordem dos nucleotídeos adicionados à mistura de reação é definida antecipadamente. Pode-se utilizar o software ID PyroMark® para traduzir os traços de Pyrogram® na sequência de DNA.The Pyrosequencing® instrument automatically added enzyme and substrate to the reaction mixture before initiating the sequencing reaction through the addition of the first dNTP. To determine the DNA sequence downstream in the primer flow, a round of SQA is conducted. The order of nucleotides added to the reaction mixture is defined in advance. You can use ID PyroMark® software to translate Pyrogram® traces into the DNA sequence.

RESULTADOSRESULTS

O fragmento amplificado por PCR de AtHPPD possui um tamanho de 239 pb e a biotina é ligada à fita sem codificação; o fragmento de PfHPPD compreende 142 pb e a biotina é ligada à fita codificadora.The PCR-amplified fragment of AtHPPD is 239 bp in size and biotin is linked to the non-coding strand; the PfHPPD fragment comprises 142 bp and biotin is linked to the coding strand.

O códon mutado em AtHPPD está localizado a três bases abaixo no fluxo da sequência de primer de kerfi018. As primeiras três bases sequenciadas são adeninas, seguidas pelo códon mutado. A fita codificadora do fragmento de AtHPPD é sintetizada pela DNA polimerase, de tal forma que a sequência possa ser traduzida diretamente na sequência de aminoácidos.The mutated codon in AtHPPD is located three bases downstream from the primer sequence of kerfi018. The first three bases sequenced are adenines, followed by the mutated codon. The coding strand of the AtHPPD fragment is synthesized by DNA polymerase, in such a way that the sequence can be translated directly into the amino acid sequence.

A seleção de 438 colônias de AtHPPD emitiu 146 genes mutantes, 181 genes do tipo selvagem (códon GGC na posição 422) e 111 deixaram de ter reações de sequenciamento ou resultados ambíguos.Screening of 438 AtHPPD colonies emitted 146 mutant genes, 181 wild-type genes (GGC codon at position 422), and 111 no longer had sequencing reactions or ambiguous results.

A produção de clones mutantes por meio da transformação de plasmídeos mutantes em E. coli K-12 MG1655 ou E. coli TOP10 foi bem sucedida, portanto, em 33% dos casos. Puderam ser obtidos códons que codificam todos os aminoácidos, exceto lisina. Os genes que contêm os códons para ácido glutâmico, histidina, isoleucina, treonina, triptofano e tirosina estavam presentes em clones TOP10 de E. coli dos quais DNA foi preparado e transformado em células MG1655 de E. coli K-12. Se possível, foram selecionados códons sinônimos considerando o uso de códons em E. coli K-12. Não foi selecionado nenhum códon utilizado em uma frequência abaixo de 10% e a maior parte dos códons selecionados é utilizada em uma frequência superior a 35% (banco de dados de uso de códons; E. coli K-12: http://www.kazusa.or.jp/codon/cgi- bin/showcodon.cgi?species=83333).The production of mutant clones through transformation of mutant plasmids into E. coli K-12 MG1655 or E. coli TOP10 was therefore successful in 33% of cases. Codons encoding all amino acids except lysine could be obtained. Genes containing codons for glutamic acid, histidine, isoleucine, threonine, tryptophan, and tyrosine were present in TOP10 E. coli clones from which DNA was prepared and transformed into MG1655 E. coli K-12 cells. If possible, synonymous codons were selected considering codon usage in E. coli K-12. No codon used at a frequency below 10% was selected and most of the selected codons are used at a frequency greater than 35% (codon usage database; E. coli K-12: http://www .kazusa.or.jp/codon/cgi- bin/showcodon.cgi?species=83333).

A partir do primer kerfi015, a fita sem codificação do fragmento PfHPPD é sintetizada pela DNA polimerase, de tal forma que a sequência de nucleotídeos necessitasse ser traduzida para o complemento reverso antes que pudesse ser traduzida na sequência de aminoácidos. O códon mutado sucede imediatamente o primer e, portanto, é representado pelas três primeiras bases sequenciadas na reação.From primer kerfi015, the non-coding strand of the PfHPPD fragment is synthesized by DNA polymerase, in such a way that the nucleotide sequence needs to be translated into the reverse complement before it can be translated into the amino acid sequence. The mutated codon immediately follows the primer and is therefore represented by the first three bases sequenced in the reaction.

A seleção de 252 colônias de PfHPPD emitiu 119 genes mutantes, 73 genes inalterados, códon TGG na posição 336) e sessenta reações de sequenciamento mal sucedidas ou resultados ambíguos.Selection of 252 PfHPPD colonies yielded 119 mutant genes, 73 unchanged genes, TGG codon at position 336) and sixty unsuccessful sequencing reactions or ambiguous results.

A produção de clones mutantes por meio da transformação de plasmídeos mutantes em células MG1655 de E. coli K-12 foi bem sucedida, portanto, em 47% dos casos. Puderam ser utilizados os códons que codificam todos os aminoácidos, exceto alanina. Se possível, sinônimos de códons foram selecionados considerando-se o uso de códons em E. coli K-12 conforme descrito acima para códons de AtHPPD. The production of mutant clones through the transformation of mutant plasmids into E. coli K-12 MG1655 cells was therefore successful in 47% of cases. The codons that encode all amino acids, except alanine, could be used. If possible, codon synonyms were selected considering codon usage in E. coli K-12 as described above for AtHPPD codons.

EXEMPLO 3 TESTE DA ATIVIDADE DE HPPDEXAMPLE 3 HPPD ACTIVITY TEST

HPPD produz homogentisato e CO2 de 4-HPP e O2. A enzima é incubada com o seu substrato 4-HPP na presença ou ausência de um inibidor. Ácido L-ascórbico está presente na forma de redutor para reter o ferro em sítio ativo na forma ferrosa e catalase está presente para degradar H2O2 tóxico. Após um tempo de incubação de uma hora, a reação é suspensa por meio da adição de 2,4-dinitrofenil-hidrazina (DNP). DNP forma um derivado de hidrazona com as moléculas de 4-HPP restantes na mistura de teste que aparece com coloração âmbar-marrom sob pH alcalino. A quantidade de 4- HPP não consumido é medida fotometricamente a 405 nm.HPPD produces homogentisate and CO2 from 4-HPP and O2. The enzyme is incubated with its substrate 4-HPP in the presence or absence of an inhibitor. L-ascorbic acid is present in the reductant form to retain iron in the active site in the ferrous form and catalase is present to degrade toxic H2O2. After an incubation time of one hour, the reaction is stopped by adding 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNP). DNP forms a hydrazone derivative with the remaining 4-HPP molecules in the test mixture that appears amber-brown in color under alkaline pH. The amount of unconsumed 4-HPP is measured photometrically at 405 nm.

Para a preparação de soluções padrão inibidoras, Tembotriona (Mw = 440,82) e DKN (Mw = 359,3) são dissolvidos em DMSO até uma concentração de 10 mM. Essa solução padrão é diluída em primeiro lugar por vinte vezes em DMSO a 25% até uma concentração de 0,5 mM. São elaboradas diluições adicionais com ddH2O para a obtenção das soluções inibidoras utilizadas no teste (5 μM, 10 μM e 20 μM). A solução inibidora correspondente representa a metade do volume da mistura de teste, o que significa que a sua concentração ativa é novamente reduzida duas vezes. Isso resulta em concentrações de inibidor de 2,5 μM, 5 μM e 10 μM. Uma solução de DMSO a 2% fornece a metade da mistura de teste em reações não inibidas para normalizar um possível efeito inibidor de DMSO.For the preparation of inhibitor standard solutions, Tembotrione (Mw = 440.82) and DKN (Mw = 359.3) are dissolved in DMSO to a concentration of 10 mM. This standard solution is first diluted twenty times in 25% DMSO to a concentration of 0.5 mM. Additional dilutions are made with ddH2O to obtain the inhibitory solutions used in the test (5 μM, 10 μM and 20 μM). The corresponding inhibitor solution represents half the volume of the test mixture, which means that its active concentration is reduced twice again. This results in inhibitor concentrations of 2.5 μM, 5 μM, and 10 μM. A 2% DMSO solution provides half of the test mixture in uninhibited reactions to normalize a possible inhibitory effect of DMSO.

O teste é projetado para uma concentração de HPPD de 444 nM em base monomérica e uma concentração de 4-HPP de 500 μM. Isso corresponde a 44,4 pmol de HPPD e 50 nmol de 4-HPP em uma mistura de teste de 100 μl, o que resulta em um excesso de cerca de mil vezes de substrato com relação à enzima. O peso molecular teórico calculado de uma subunidade de AtHPPD é de 49,515 kD, o que resulta em 2,2 μg de HPPD por mistura de teste. O peso molecular teórico calculado de uma subunidade de PfHPPD é de 41,205 kD, o que resulta em 1,8 μg de HPPD por mistura de teste. A solução de enzima fornece um quarto do volume da mistura de teste, de tal forma que sejam produzidas soluções padrão de enzimas por meio da diluição de soluções de AtHPPD até 88 μg*ml-1 com 50 mM de tampão TRIS; as soluções de PfHPPD são diluídas até 72 μg*ml-1.The test is designed for an HPPD concentration of 444 nM on a monomeric basis and a 4-HPP concentration of 500 μM. This corresponds to 44.4 pmol of HPPD and 50 nmol of 4-HPP in a 100 μl test mixture, which results in about a thousand-fold excess of substrate with respect to the enzyme. The calculated theoretical molecular weight of an AtHPPD subunit is 49.515 kD, which results in 2.2 μg of HPPD per test mixture. The calculated theoretical molecular weight of a PfHPPD subunit is 41.205 kD, which results in 1.8 μg of HPPD per test mixture. The enzyme solution provides a quarter of the volume of the test mixture, such that standard enzyme solutions are produced by diluting AtHPPD solutions to 88 μg*ml-1 with 50 mM TRIS buffer; PfHPPD solutions are diluted to 72 μg*ml-1.

As concentrações de inibidor (2,5 μM, 5 μM e 10 μM) fornecem o excesso de cinco vezes, dez vezes e vinte vezes de inibidor em comparação com a quantidade de enzima. É preparada uma solução de tampão e substrato que fornece um quarto da mistura de teste. 2,5 ml de solução de tampão e substrato contêm 1 ml de 1 M tampão TRIS, 500 μl de solução de 10 mM de 4- HPP, 500 μl de solução de 200 mM de ácido L-ascórbico, 13 μl de solução de Catalase e 487 μl de ddH2O. O teste é conduzido em microplacas com 96 poços com fundo em F Greiner e todas as reações são conduzidas em três cópias. Os controles são conduzidos seis vezes por placa e contêm 25 μl de 50 mM de TRIS em vez de solução de HPPD (correspondente ao consumo de 0% de 4-HPP) ou uma solução de buffer e substrato que contém 500 μl de 1 M TRIS em vez de 500 μl de 10 mM de 4-HPP (correspondente a consumo de 100% de HPP). A reação é iniciada por meio da adição de 25 μl de solução de HPPD a uma mistura de 50 μl da solução de inibidor correspondente ou 50 μl de DMSO a 2% e 25 μl de solução de tampão e substrato. A reação é mantida em processamento por uma hora à temperatura ambiente. A reação é suspensa e a coloração de 4-HPP é induzida pela adição de 50 μl de solução de 0,04% DNP e 3,8 N HCl. Após quinze minutos, a adição de 100 μl de 5 N KOH gera a alteração de coloração do derivado de hidrazona. A medição fotométrica com um leitor de microplacas BMG FLUOstar Galaxy é conduzida imediatamente a 405 nm e os dados obtidos são utilizados para análise das atividades de HPPD na presença e ausência de um inibidor.Inhibitor concentrations (2.5 μM, 5 μM, and 10 μM) provide five-fold, ten-fold, and twenty-fold excess of inhibitor compared to the amount of enzyme. A buffer and substrate solution is prepared that provides one-fourth of the test mixture. 2.5 ml of buffer and substrate solution contain 1 ml of 1 M TRIS buffer, 500 μl of 10 mM 4-HPP solution, 500 μl of 200 mM L-ascorbic acid solution, 13 μl of Catalase solution and 487 μl of ddH2O. The test is conducted in 96-well microplates with a Greiner F bottom and all reactions are carried out in three copies. Controls are run six times per plate and contain 25 μl of 50 mM TRIS instead of HPPD solution (corresponding to consumption of 0% 4-HPP) or a buffer and substrate solution that contains 500 μl of 1 M TRIS instead of 500 μl of 10 mM 4-HPP (corresponding to 100% HPP consumption). The reaction is initiated by adding 25 μl of HPPD solution to a mixture of 50 μl of the corresponding inhibitor solution or 50 μl of 2% DMSO and 25 μl of buffer and substrate solution. The reaction is kept running for one hour at room temperature. The reaction is stopped and 4-HPP staining is induced by adding 50 μl of 0.04% DNP and 3.8 N HCl solution. After fifteen minutes, the addition of 100 μl of 5 N KOH generates a change in color of the hydrazone derivative. Photometric measurement with a BMG FLUOstar Galaxy microplate reader is conducted immediately at 405 nm and the data obtained is used for analysis of HPPD activities in the presence and absence of an inhibitor.

RESULTADOSRESULTS

Os mutantes de AtHPPD na posição 422 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 (ou seja, Gly422Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Glu, His, Leu, Met, Phe, Pro, Ser, Tyr e Val) foram testados junto com a enzima WT no teste de atividade de HPPD (observa-se que Gly422 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 corresponde a Gly336 com relação à sequência de referência de Pseudomonas de SEQ ID N° 2). Todas as enzimas foram ativas, mas apenas as atividades dos mutantes Gly422Ala, Asn, Asp, Cys, His, Met, Phe, Tyr e Val estavam dentro ou acima da faixa (> 70%) da enzima WT. A enzima WT reteve 35% da sua atividade na presença de 2,5 μM de tembotriona; apenas os mutantes Gly422Asn, Cys, His e Val retiveram atividades mais altas que aria mem 39, 44, 51 e 43%, respectivamente. As atividades foram adicionalmente reduzidas sob concentrações mais altas de Tembotriona. Apenas o Gly422His mutante exibiu uma atividade residual de cerca de 40% na presença de 5 e 10 μM de Tembotriona enquanto todas as outras enzimas exibiram atividades comparáveis à enzima WT nessas concentrações de inibidor, que variam de cerca de 20 a 10%, respectivamente (Tabela 1).AtHPPD mutants at position 422 with reference to the Arabidopsis HPPD amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 (i.e., Gly422Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Glu, His, Leu, Met, Phe, Pro, Ser , Tyr and Val) were tested together with the WT enzyme in the HPPD activity test (it is observed that Gly422 with reference to the Arabidopsis HPPD amino acid sequence of SEQ ID NO. 4 corresponds to Gly336 with respect to the reference sequence of Pseudomonas of SEQ ID NO. 2). All enzymes were active, but only the activities of the Gly422Ala, Asn, Asp, Cys, His, Met, Phe, Tyr, and Val mutants were within or above the range (>70%) of the WT enzyme. The WT enzyme retained 35% of its activity in the presence of 2.5 μM tembotrione; only the Gly422Asn, Cys, His and Val mutants retained higher activities than aria mem 39, 44, 51 and 43%, respectively. Activities were further reduced under higher concentrations of Tembotrione. Only the mutant Gly422His exhibited a residual activity of about 40% in the presence of 5 and 10 μM Tembotrione while all other enzymes exhibited activities comparable to the WT enzyme at these inhibitor concentrations, which range from about 20 to 10%, respectively ( Table 1).

Os mutantes PfHPPD Gly336Arg, Asp, Gln, Glu, His, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp e Pro foram testados junto com a enzima WT. Com exceção do mutante Gly336Pro, cuja atividade não exibida variou abaixo de 70% da atividade de WT, as atividades dos mutantes de Gly336 estavam dentro ou acima da faixa da enzima WT (> 75%). A enzima WT reteve apenas 5% da sua atividade na presença de 2,5 μM de Tembotriona, enquanto os mutantes Gly336Asp, Arg, Gln, Glu, His, Met, Phe e Trp retiveram atividades acima de 14%. As atividades residuais mais altas foram as de Gly336His (26%) e Gly336Phe (33%). De forma interessante, o mutante Gly336His exibiu atividades residuais de 13 e 11,2% na presença de 5 e 10 μM de Tembotriona, respectivamente, enquanto as atividades de Gly336Phe foram reduzidas para 12,4 e 2,5%, respectivamente. O mutante de Gly336Met exibiu atividades residuais de 7 e 10%, respectivamente, nessas concentrações de inibidor, enquanto a atividade da enzima WT foi reduzida a zero (Tabela 1).The PfHPPD mutants Gly336Arg, Asp, Gln, Glu, His, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp and Pro were tested together with the WT enzyme. With the exception of the Gly336Pro mutant, whose unexhibited activity ranged below 70% of the WT activity, the activities of the Gly336 mutants were within or above the range of the WT enzyme (>75%). The WT enzyme retained only 5% of its activity in the presence of 2.5 μM Tembotrione, while the Gly336Asp, Arg, Gln, Glu, His, Met, Phe and Trp mutants retained activities above 14%. The highest residual activities were those of Gly336His (26%) and Gly336Phe (33%). Interestingly, the Gly336His mutant exhibited residual activities of 13 and 11.2% in the presence of 5 and 10 μM Tembotrione, respectively, while the activities of Gly336Phe were reduced to 12.4 and 2.5%, respectively. The Gly336Met mutant exhibited residual activities of 7 and 10%, respectively, at these inhibitor concentrations, whereas the activity of the WT enzyme was reduced to zero (Table 1).

TABELA 1TABLE 1 ATIVIDADE RELATIVA (EM PERCENTUAL) DE MUTANTES PF HPPD E THPPD NA PRESENÇA E AUSÊNCIA DE TEMBOTRIONARELATIVE ACTIVITY (IN PERCENTAGE) OF PF HPPD AND THPPD MUTANTS IN THE PRESENCE AND ABSENCE OF TEMBOTRIONA

As atividades são normalizadas definindo-se a atividade de enzima não inibida em 100%. HPPD de Pseudomonas fluorescens: * Mutação no gly na posição 422 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Arabidopsis de SEQ ID N° 4 (corresponde a Gly336 com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID N° 2).Activities are normalized by setting uninhibited enzyme activity to 100%. Pseudomonas fluorescens HPPD: * Mutation in gly at position 422 with reference to the amino acid sequence of Arabidopsis HPPD of SEQ ID NO. 4 (corresponds to Gly336 with reference to the amino acid sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO. 2).

EXEMPLO 4EXAMPLE 4 TESTE DA ATIVIDADE DE PDHPDH ACTIVITY TESTING

A atividade de prefenato desidrogenase foi medida a 25 °C por meio de monitoramento espectrofotométrico a 340 nm da formação de NADH ou NADPH em uma solução contendo 50 mM de tris-HCl, pH 8,6, 300 μM de prefenato e 1 mM de NAD ou NADP em um volume total de 200 μl.Prephenate dehydrogenase activity was measured at 25 °C by spectrophotometric monitoring at 340 nm of the formation of NADH or NADPH in a solution containing 50 mM tris-HCl, pH 8.6, 300 μM prephenate and 1 mM NAD or NADP in a total volume of 200 μl.

EXEMPLO 3EXAMPLE 3 CONSTRUÇÃO DE GENES QUIMÉRICOS PARA AVALIAÇÃO DE PF HDDP COM E SEMCONSTRUCTION OF CHIMERIC GENES FOR EVALUATION OF HDDP PF WITH AND WITHOUT MUTAÇÃO EM FUMOMUTATION IN SMOKE A. Construção dos genes quiméricos:A. Construction of chimeric genes:

O vetor que é empregado para elaborar as construções cujo HPPD (tipo selvagem ou mutantes) a ser expresso em plantas de fumo do tipo PBD6 é denominado pRP-RD224. Este vetor foi concebido inicialmente para a clonagem de todos os mutantes HPPD de Pseudomonas por meio de simples substituição do gene HPPD truncado desse vetor entre os sítios KpnI e BstEII. A sua construção a partir do vetor binário pBI121 (Clontech) é extensamente descrita em WO 99/24585.The vector that is used to elaborate the constructs whose HPPD (wild type or mutants) to be expressed in PBD6-type tobacco plants is called pRP-RD224. This vector was initially designed for the cloning of all Pseudomonas HPPD mutants by simply replacing the truncated HPPD gene of this vector between the KpnI and BstEII sites. Its construction from the binary vector pBI121 (Clontech) is extensively described in WO 99/24585.

O clone pRP-RD224 possui, portanto, a estrutura a seguir: RB/promotor Nos/NPTII/terminal Nos/promotor de histona dupla/tev/otp/HPPD truncado/terminal Nos/LB em que “HPPD truncado” designa a sequência que codifica o PfHPPD truncado de cerca de quinhentos pares de bases em ordem subsequente para facilitar a seleção das colônias transformadas que integraram os HPPDs mutantes (WO 99/24585).The pRP-RD224 clone therefore has the following structure: RB/Nos promoter/NPTII/Nos terminal/dual histone promoter/tev/otp/HPPD truncated/Nos terminal/LB where “truncated HPPD” designates the sequence that encodes the truncated PfHPPD of about five hundred base pairs in subsequent order to facilitate the selection of transformed colonies that have integrated the mutant HPPDs (WO 99/24585).

MUTANTES PRP-RD224PRP-RD224 MUTANTS

Os DNAs dos vetores que conduzem os HPPDs com e sem mutação foram digeridos com KpnI e BstEII, purificados e ligados em seguida ao vetor pRP- RD224, que havia sido digerido com KpnI e BstEII e purificado. Os transformadores que haviam integrado o gene HPPD mutado foram selecionados pelo tamanho do inserto por meio de digestão com KpnI e BstEII. Os clones resultantes são denominados pRP-RD224, aos quais é adicionado o tipo de mutação que foi conduzido na HPPD; desta forma, foram criados os clones a seguir: pRP RD224 Pf (para a enzima não mutada), pRP RD224 PfH336 (para a enzima que contém uma histidina na posição 336), pRP RD224 PfM336 (para a enzima que contém uma metionina na posição 336) e pRP RD224 PfF336 (para a enzima que contém uma fenilalanina na posição 336).The DNAs of the vectors that carry the HPPDs with and without mutation were digested with KpnI and BstEII, purified and then ligated into the vector pRP-RD224, which had been digested with KpnI and BstEII and purified. Transformants that had integrated the mutated HPPD gene were selected by insert size through digestion with KpnI and BstEII. The resulting clones are called pRP-RD224, to which the type of mutation that was driven in HPPD is added; In this way, the following clones were created: pRP RD224 Pf (for the unmutated enzyme), pRP RD224 PfH336 (for the enzyme that contains a histidine at position 336), pRP RD224 PfM336 (for the enzyme that contains a methionine at position 336) and pRP RD224 PfF336 (for the enzyme containing a phenylalanine at position 336).

EXEMPLO 4EXAMPLE 4 CONSTRUÇÃO DE UM GENE QUIMÉRICO QUE HIPEREXPRESSA PDHCONSTRUCTION OF A CHIMERIC GENE THAT HYPEREXRESSES PDH

A construção de um gene quimérico que sobre-expressa PDH compreende a montagem, na direção da transcrição, de um promotor “histona dupla” (PdH4) conforme descrito no Pedido de Patente n° EP 0.507.698, a sequência amplificadora da tradução do vírus da corrosão de fumo (TEV) descrita em Carrington e Freed (1990), uma sequência codificadora de um peptídeo de trânsito otimizado (OTP) conforme descrito no Pedido de Patente n° EP 0.508.909, a parte codificadora do gene PDH de levedura descrito em Manhaupt et al (1989) e o terminal nos do gene nopalina sintase descrito em Bevan et al (1983). O conjunto foi clonado em seguida no vetor binário pRD 224 que contém um gene de tolerância à canamicina (NPTII), para gerar o vetor pRD 224-PDH.The construction of a chimeric gene that overexpresses PDH comprises the assembly, in the direction of transcription, of a “double histone” promoter (PdH4) as described in Patent Application No. EP 0,507,698, the translation amplifying sequence of the virus of smoke corrosion (TEV) described in Carrington and Freed (1990), a sequence coding for an optimized transit peptide (OTP) as described in Patent Application No. EP 0,508,909, the coding part of the yeast PDH gene described in Manhaupt et al (1989) and the nos terminal of the nopaline synthase gene described in Bevan et al (1983). The set was then cloned into the pRD 224 binary vector, which contains a kanamycin tolerance gene (NPTII), to generate the pRD 224-PDH vector.

Este vetor binário foi utilizado em seguida para transformar a linhagem de Agrobacterium EHA 105 e para gerar a linhagem de Agrobacterium EHA 105-pRD 224-PDH. Essa linhagem de Agrobacterium foi utilizada para transformar plantas de fumo transformadas com os genes quiméricos conforme descrito no Exemplo 3.This binary vector was then used to transform the Agrobacterium strain EHA 105 and to generate the Agrobacterium strain EHA 105-pRD 224-PDH. This Agrobacterium strain was used to transform tobacco plants transformed with the chimeric genes as described in Example 3.

As plantas transformadas são selecionadas sobre canamicina. REFERÊNCIAS MENCIONADAS Abou-Zeid et al, 1995, Applied Env. Microb. 41: 1298-1302. Ausubel, F. M. et al, Current Protocols in Molecular Biology, Volumes 1 e 2, publicado pela Greene Publishing Associates & Wiley Interscience (1989). Bevan et al, 1983, Nucleic Acids Res. 11 (2), 369-385. Bonner et al, 1995, Plant Cells Physiol. 36, 1013-1022. Byng et al, 1981, Phytochemistry 6: 1289-1292. Carrington e Freed, 1990, J. Virol. 64: 1590-1597. Christou et al, 1991, Biotechnology 9: 957. Connely e Conn, 1986, Z. Naturforsch 41c: 69-78. Crouch, N. P. et al, 1997, Tetrahedron, 53, 20, 6993-7010. Datla, R. et al, 1997, Biotechnology Ann. Rev. 3, 269-296. Gaines et al, 1982, Plants 156: 233-240. Henner et al, 1986, Gene 49 (1) 147-152. Hiei et al, 1994, Plant J. 6: 271-282. Hiei et al, 1997, Plant Mol. Biol. 35: 205-21. Hudson et al, 1984, J. Mol. Biol. 180 (4), 1023-1051. Fritze et al, 2004, Plant Physiology 134: 1388-1400. Garcia et al, 1997, Biochem. J. 325, 761-769. Garcia et al, 1999, Plant Physiol. 119, 1507-1516. Gould, J. H. e Magallanes-Cedeno, M., 1998, Plant Molecular Biology Reporter, 16: 1-10. Horsch et al, 1985, Science 227: 1229-1231. Lingens et al, 1967, European J. Biochem. 1: 363-374. Maniatis, T., Fritsch, E. F., em Molecular Cloning, Sambrook, 1982. Mannhaupt et al, 1989, Gene 85, 303-311. Matringe et al, 2005, Pest Management Science 61: 269-276. 5 Mitchell et al, 2001, Pest Management Science 57: 120-128. Pallett et al, 2001, Pest Management Science 57: 133-142. Sambrook et al, 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, segunda edição, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, Nova Iorque. 10 Sambrook, J. e Russell, D., 2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (terceira edição), ISBN 978-087969577-4, CSHL Press. Sampathkumar e Morrisson, 1982, Bioch. Biophys. Acta 701: 204-211. Sawahel, W. A., 2001, Plant Molecular Biology Reporter, 19: 377a-377f. 15 Schulz et al, 1993, FEBS Letters 318: 162-166. Xia et al, 1992, J. Gen. Microbiol. 138 (7), 1309-1316. Zapata, C., 1999, Theoretical Applied Genetics, 98 (2): 1432-2242.Transformed plants are selected on kanamycin. REFERENCES MENTIONED Abou-Zeid et al, 1995, Applied Env. Microb. 41: 1298-1302. Ausubel, F. M. et al, Current Protocols in Molecular Biology, Volumes 1 and 2, published by Greene Publishing Associates & Wiley Interscience (1989). Bevan et al, 1983, Nucleic Acids Res. 11 (2), 369-385. Bonner et al, 1995, Plant Cells Physiol. 36, 1013-1022. Byng et al, 1981, Phytochemistry 6: 1289-1292. Carrington and Freed, 1990, J. Virol. 64: 1590-1597. Christou et al, 1991, Biotechnology 9: 957. Connely and Conn, 1986, Z. Naturforsch 41c: 69-78. Crouch, N. P. et al, 1997, Tetrahedron, 53, 20, 6993-7010. Datla, R. et al, 1997, Biotechnology Ann. Rev. 3, 269-296. Gaines et al, 1982, Plants 156: 233-240. Henner et al, 1986, Gene 49 (1) 147-152. Hiei et al, 1994, Plant J. 6: 271-282. Hiei et al, 1997, Plant Mol. Biol. 35: 205-21. Hudson et al, 1984, J. Mol. Biol. 180(4), 1023-1051. Fritze et al, 2004, Plant Physiology 134: 1388-1400. Garcia et al, 1997, Biochem. J. 325, 761-769. Garcia et al, 1999, Plant Physiol. 119, 1507-1516. Gould, J. H. and Magallanes-Cedeno, M., 1998, Plant Molecular Biology Reporter, 16: 1-10. Horsch et al, 1985, Science 227: 1229-1231. Lingens et al, 1967, European J. Biochem. 1: 363-374. Maniatis, T., Fritsch, E. F., in Molecular Cloning, Sambrook, 1982. Mannhaupt et al, 1989, Gene 85, 303-311. Matringe et al, 2005, Pest Management Science 61: 269-276. 5 Mitchell et al, 2001, Pest Management Science 57: 120-128. Pallett et al, 2001, Pest Management Science 57: 133-142. Sambrook et al, 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, second edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. 10 Sambrook, J. and Russell, D., 2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (third edition), ISBN 978-087969577-4, CSHL Press. Sampathkumar and Morrisson, 1982, Bioch. Biophys. Minutes 701: 204-211. Sawahel, W. A., 2001, Plant Molecular Biology Reporter, 19: 377a-377f. 15 Schulz et al, 1993, FEBS Letters 318: 162-166. Xia et al, 1992, J. Gen. Microbiol. 138 (7), 1309-1316. Zapata, C., 1999, Theoretical Applied Genetics, 98 (2): 1432-2242.

Claims (11)

1. Hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD) mutada que mantém as suas propriedades de catalisação da conversão de para-hidroxifenilpiruvato (HPP) em homogentisato, e que é menos sensível a um inibidor de HPPD que a HPPD original não mutada, caracterizada por conter uma mutação no aminoácido glicina na posição 336, com referência à sequência de aminoácidos da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID NO:2, que é Gly336His.1. Mutated hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) which maintains its properties of catalyzing the conversion of para-hydroxyphenylpyruvate (HPP) into homogentisate, and which is less sensitive to an HPPD inhibitor than the original unmutated HPPD, characterized by containing a mutation in the amino acid glycine at position 336, with reference to the amino acid sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO: 2, which is Gly336His. 2. Hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD) mutada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a HPPD mutada contém uma segunda mutação.2. Mutated hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD), according to claim 1, characterized by the fact that the mutated HPPD contains a second mutation. 3. Hidroxifenilpiruvato dioxigenase (HPPD) mutada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o segundo aminoácido mutado é selecionado a partir dos aminoácidos selecionados: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 e Asn337, com referência à sequência da HPPD de Pseudomonas de SEQ ID NO:2.3. Mutated hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD), according to claim 2, characterized by the fact that the second mutated amino acid is selected from the selected amino acids: Pro215, Gly298, Gly332, Phe333, Gly334 and Asn337, with reference to the sequence of Pseudomonas HPPD of SEQ ID NO:2. 4. Sequência de ácido nucleico caracterizada pelo fato de que a referida sequência é identificada pela SEQ ID NO:1, em que os nucleotídeos 1006-1008 correspondem ao códon His na HPPD mutada codificada, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.4. Nucleic acid sequence characterized by the fact that said sequence is identified by SEQ ID NO: 1, wherein nucleotides 1006-1008 correspond to the His codon in the encoded mutated HPPD, as defined in any one of claims 1 to 3. 5. Gene quimérico que compreende uma sequência codificadora bem como um elemento regulador heterólogo na posição 5' e, opcionalmente, na posição 3', que são capazes de funcionar em um organismo hospedeiro, caracterizado pelo fato de que a sequência codificadora contém uma sequência de ácido nucleico, conforme definida na reivindicação 4.5. Chimeric gene comprising a coding sequence as well as a heterologous regulatory element in the 5' position and, optionally, in the 3' position, which are capable of functioning in a host organism, characterized by the fact that the coding sequence contains a sequence of nucleic acid as defined in claim 4. 6. Gene quimérico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por conter, na posição 5' da sequência de ácido nucleico que codifica uma HPPD mutada, uma sequência de ácido nucleico que codifica um peptídeo de trânsito de planta, em que essa sequência é disposta entre a região promotora e a sequência que codifica a HPPD mutada, de forma a permitir a expressão de uma proteína de fusão de peptídeo de trânsito/HPPD mutada.6. Chimeric gene according to claim 5, characterized in that it contains, in position 5' of the nucleic acid sequence encoding a mutated HPPD, a nucleic acid sequence encoding a plant transit peptide, wherein this sequence is disposed between the promoter region and the sequence encoding the mutated HPPD, so as to allow expression of a mutated transit peptide/HPPD fusion protein. 7. Proteína de fusão de peptídeo de trânsito/HPPD mutada caracterizada pelo fato de que a HPPD mutada é conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.7. Mutated transit peptide/HPPD fusion protein wherein the mutated HPPD is as defined in any one of claims 1 to 3. 8. Vetor de clonagem e/ou expressão para transformação de um organismo hospedeiro caracterizado por conter um gene quimérico, conforme definido na reivindicação 5 ou 6.8. Cloning and/or expression vector for transforming a host organism characterized by containing a chimeric gene, as defined in claim 5 or 6. 9. Método de obtenção de uma planta resistente a um inibidor de HPDD caracterizado pelo fato de que a planta é transformada com um gene quimérico, conforme definido na reivindicação 5 ou 6.9. Method of obtaining a plant resistant to an HPDD inhibitor characterized by the fact that the plant is transformed with a chimeric gene, as defined in claim 5 or 6. 10. Método para selecionar sementes transformadas ou plantas transformadas, caracterizado por compreender a aplicação às referidas sementes transformadas ou plantas transformadas contendo uma sequência de ácido nucleico, conforme definida na reivindicação 4, ou um gene quimérico, conforme definido na reivindicação 5 ou 6, de uma dose de um herbicida inibidor de HPPD que é tóxico para uma semente ou planta que contém um ácido nucleico ou gene HPPD de tipo selvagem, sem afetar significativamente as sementes ou plantas que contêm uma sequência de ácido nucleico, conforme definida na reivindicação 4, ou um gene quimérico, conforme definido na reivindicação 5 ou 6.10. Method for selecting transformed seeds or transformed plants, characterized in that it comprises applying to said transformed seeds or transformed plants containing a nucleic acid sequence, as defined in claim 4, or a chimeric gene, as defined in claim 5 or 6, of a dose of an HPPD inhibitor herbicide that is toxic to a seed or plant that contains a wild-type HPPD nucleic acid or gene, without significantly affecting seeds or plants that contain a nucleic acid sequence as defined in claim 4, or a chimeric gene as defined in claim 5 or 6. 11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o inibidor de HPPD é tembotriona.11. Method according to claim 9 or 10, characterized in that the HPPD inhibitor is tembotrione.
BRPI0907359-0A 2008-04-14 2009-04-10 MUTATE HYDROXYPHENYLPYRUVATE DIOXYGENASE (HPPD), NUCLEIC ACID SEQUENCE, CHIMERIC GENE, MUTTED TRANSIT PEPTIDE/HPPD FUSION PROTEIN, CLONING AND/OR EXPRESSION VECTOR, METHOD OF OBTAINING A PLANT RESISTANT TO AN HPDD INHIBITOR AND CONTROL METHOD SELECTION OF WEEDS IN AN AREA OR FIELD BRPI0907359B1 (en)

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