DE19927568A1 - Increasing resistance of crop plants to chemical stress, especially herbicides, by engineering a reduction in activity of flavanone-3-hydroxylase - Google Patents
Increasing resistance of crop plants to chemical stress, especially herbicides, by engineering a reduction in activity of flavanone-3-hydroxylaseInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erhö hung der Widerstandskraft von Kulturpflanzen gegen chemischen Streß, ausgelöst insbesondere durch ungenügend selektive oder un sachgemäß applizierte Herbizide, dadurch gekennzeichnet, daß mit molekulargenetischen Methoden eine Pflanze hergestellt wird, in der die Aktivität des Enzyms Flavanon-3-hydroxylase reduziert ist.The present invention is a method for increasing the resistance of crops to chemical Stress, triggered in particular by insufficiently selective or un Properly applied herbicides, characterized in that molecular genetic methods a plant is produced in which reduces the activity of the enzyme flavanone 3-hydroxylase is.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym Flavanon-3-hydroxylase durch molekulargenetische Ver fahren (z. B. Antisense-Konstrukte, Co-Suppressionen, der Expres sion spezifischer Antikörper oder der Expression spezifischer Inhibitoren) ganz oder teilweise, andauernd oder vorübergehend, in der gesamten Pflanze oder in Teilen der Pflanze in seiner Aktivität reduziert ist.The inventive method is characterized in that the enzyme flavanone-3-hydroxylase by molecular genetic Ver drive (eg antisense constructs, co-suppression, the Expres sion of specific antibodies or the expression of specific Inhibitors) in whole or in part, permanently or temporarily, throughout the plant or in parts of the plant in it Activity is reduced.
Dabei ist die Widerstandskraft der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pflanzen vor allem gegen Glyphosate, Glu fosinate-ammonium und Verbindungen der Formel I, gegen Cyclohexe non-Herbizide wie Sethoxydim, Cycloxydim, Tepraloxydim oder Cle foxydim sowie Bromoxynil erhöht.The resistance force is the according to the invention Processes produced plants especially against glyphosate, Glu fosinate-ammonium and compounds of the formula I, against cyclohexene non-herbicides such as sethoxydim, cycloxydim, tepraloxydim or Cle increased foxydim and bromoxynil.
Weiterhin betrifft die Erfindung Pflanzen mit erhöhter Wider standskraft gegenüber ungenügend selektiven und unsachgemäß ap plizierten Herbiziden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Expression einer Flavanon-3-hydroxylase in Antisens-Orien tierung hergestellt wurden und deren enzymatische Aktivität der Flavanon-3-hydroxylase reduziert ist.Furthermore, the invention relates to plants with increased cons standing power against insufficient selective and improper ap plicated herbicides by the method of the invention by expression of a flavanone 3-hydroxylase in antisense orien were produced and their enzymatic activity of the Flavanone 3-hydroxylase is reduced.
Die Produktivität von Kulturpflanzen kann in vielfältiger Weise durch Streßfaktoren reduziert werden. Zu nennen sind hier unter anderem: Virenerkrankungen, bakterielle und pilzliche Pathogene, schädigende Insekten, Nematoden, Schnecken, Wildverbiß, Hitze, Kühle, Kälte, Wassermangel, zu hoher Wassergehalt des Bodens, Bo denversalzung, zu hohe Strahlungsintensität, Konkurrenz um Licht, Wasser und Nährstoffe durch Begleitflora, zu hoher Ozongehalt in der die Pflanzen umgebenden Luft, pflanzenschädigende Emissionen, z. B. aus Industriebetrieben oder Kraftfahrzeugen, unsachgemäße oder nicht optimal auszubringende Herbizidanwendungen, besonders in Obst- und Weinkulturen, Behandlungen mit Herbiziden, Insekti ziden, Fungiziden, Bioregulatoren oder Blattdüngern von zu gerin ger Selektivität, Blattapplikationen von Pflanzenschutzmitteln oder Düngern während intensiver Sonneneinstrahlung.The productivity of crops can be varied in many ways be reduced by stress factors. To call here are below other: viral diseases, bacterial and fungal pathogens, damaging insects, nematodes, snails, game bites, heat, Cool, cold, lack of water, too high water content of the soil, Bo salinisation, radiation intensity too high, competition for light, Water and nutrients through accompanying flora, too high ozone content in the air surrounding the plants, plant-damaging emissions, z. B. from industrial companies or motor vehicles, improper or not optimally applied herbicidal applications, especially in fruit and wine crops, treatments with herbicides, insecti ciders, fungicides, bioregulators or foliar fertilizers ger selectivity, foliar applications of pesticides or fertilizer during intense sunlight.
Die meisten der genannten Stressoren können allgemein als "Chemi scher Streß" zusammengefaßt werden. Hier sind nur im begrenzten Umfang Möglichkeiten für Gegenmaßnahmen gegeben. Zu nennen ist hier insbesondere der Einsatz von Antidots zur Minimierung herbi zidbedingter Schäden bei Kulturpflanzen. Der Einsatz von Antidots beschränkt sich jedoch auf bestimmte herbizide Wirkstoffklassen und ist nur für Gramineen von Bedeutung. Antidots für Totalherbi zide wie Glyphosate oder Glufosinate-ammonium sind nicht für die Praxis verfügbar, da ihr Einsatz nicht zu befriedigenden Resulta ten führt.Most of the stressors mentioned can be commonly referred to as "Chemi shear stress. "Here are only limited Scope given for countermeasures. To name is here in particular the use of antidots to minimize herbi cider-induced damage to crops. The use of antidotes However, limited to certain herbicidal classes of active ingredients and is only important for Gramineae. Antidotes for Totalherbi Zide like glyphosate or glufosinate-ammonium are not for that Practice available as their use is not satisfactory leads.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war demgemäß das Auffinden von Verfahren, mit deren Hilfe die Widerstandskraft von Kulturpflan zen gegen chemische Stressoren, insbesondere gegen Herbizide, in breiterem Umfang verbessert wird.Object of the present invention was accordingly the finding of Procedures that help the resilience of Kulturpflan against chemical stressors, in particular against herbicides, in wider scope is improved.
Ausgehend von physiologischen Untersuchungen mit Wachstums regulatoren aus der Gruppe der Acylcyclohexandione wurden nun überraschend gentechnologische Verfahren verfügbar, mit deren Hilfe sich Kulturpflanzen erzeugen lassen, die gegen eine Reihe von chemischen Stressoren, insbesondere Herbizide, widerstandsfä hig sind.Based on physiological studies with growth Regulators from the group of acylcyclohexandione were now Surprisingly, genetic engineering methods available with the Help produce crops that are against a series of chemical stressors, in particular herbicides, resistant to are available.
Acylcyclohexandione wie Prohexadion-Ca und Trinexapac-ethyl (äl tere Bezeichnung: Cimectacarb) werden als Bioregulatoren zur Hem mung des pflanzlichen Längenwachstums eingesetzt. Ihre bioregu latorische Wirkung kommt dadurch zustande, daß sie die Bio synthese von längenwachstumsfördernden Gibberellinen blockieren. Dabei hemmen sie aufgrund ihrer strukturellen Verwandtschaft zu 2-Oxoglutarsäure bestimmte Dioxygenasen, die 2-Oxoglutarsäure als Co-Substrat benötigen (Rademacher, W, Biochemical effects of plant growth retardants, in: Plant Biochemical Regulators, Gaus man, HW (ed.), Marcel Dekker, Inc., New York, pp. 169-200 (1991)). Es ist bekannt, daß derartige Verbindungen auch in den Stoffwechsel von Phenolen eingreifen und so bei mehreren Pflan zenarten eine Hemmung der Anthocyanbildung bewirken können (Rade macher, W et al., The mode of action of acylcyclohexanediones - a new type of growth retardant, in: Progress in Plant Growth Regu lation, Karssen, cm. von Loon, LC, Vreugdenhil, D (eds.), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (1992)). Derartige Effekte auf den Haushalt phenolischer Inhaltsstoffe werden als ursächlich für die Nebenwirkung von Prohexadion-Ca gegen Feuerbrand angegeben (Rade macher, W et al., Prohexadione-Ca - a new plant growth regulator for apple with interesting biochemical features, Poster auf dem 25th Annual Meeting of the Plant Growth Regulation Society of Ame rica, 7.-10. Juli 1998, Chicago). A. Lux-Endrich (Dissertation Technische Universität München in Weihenstephan, 1998) findet im Verlauf ihrer Untersuchungen zum Wirkmechanismus von Prohexadion- Ca gegen Feuerbrand, daß es in Zellkulturen von Apfel durch Pro hexadion-Ca zu einer mehrfachen Erhöhung des Gehaltes an phenolischen Substanzen kommt und daß dabei eine Reihe von sonst nicht vorhandenen Phenolen auftritt. Im Rahmen dieser Untersu chungen wurde weiterhin gefunden, daß unter dem Einfluß von Pro hexadion-Ca relativ hohe Mengen von Luteoliflavan und Eriodyctiol in Sproßgewebe von Apfel auftreten. Luteoliflavan kommt in Apfel gewebe normalerweise nicht vor und Eriodyctiol tritt als Inter mediat des Flavonoidstoffwechsels nur in geringen Mengen auf. Die zu erwartenden Flavonoide Catechin und Cyanidin waren im behan delten Gewebe jedoch nicht nachweisbar oder traten nur in deut lich reduzierten Mengen auf (S. Römmelt et al. Vortrag 8th Inter national Workshop on Fire Blight, Kusadasi, Türkei, 12.-15. Okto ber 1998).Acylcyclohexanediones such as Prohexadione-Ca and Trinexapac-ethyl (former name: Cimectacarb) are used as bioregulators for the inhibition of plant elongation. Their bioreguatory effect is due to the fact that they block the biosynthesis of length-growth-promoting gibberellins. Due to their structural similarity to 2-oxoglutaric acid, they inhibit certain dioxygenases which require 2-oxoglutaric acid as co-substrate (Rademacher, W, Biochemical effects of plant growth retardants, in: Plant Biochemical Regulator, Gaus man, HW (ed.), Marcel Dekker, Inc., New York, pp. 169-200 (1991)). It is known that such compounds also intervene in the metabolism of phenols and thus in several Pflan zenarten can cause an inhibition of Anthocyanbildung (Rade macher, W et al., The mode of action of acylcyclohexanediones - a new type of growth retardant, in Progress in Plant Growth Regu lation, Karssen, CM of Loon, LC, Vreugdenhil, D (eds.), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (1992)). Such effects on the phenolic content are reported as the cause of the side-effect of prohexadione-Ca against fire blight (Rade macher, W et al., Prohexadione-Ca - a new plant growth regulator for apple with interesting biochemical features, poster on the 25 th Annual Meeting of the Plant Growth Regulation Society of America, 7-10 July 1998, Chicago). A. Lux-Endrich (Dissertation Technical University of Munich in Weihenstephan, 1998) found in the course of their studies on the mechanism of action of prohexadione-Ca against fire blight that there is a multiple increase in the content of phenolic substances in cell cultures of apple by Pro hexadione-Ca and that a number of otherwise non-existent phenols occurs. In the context of these investigations it was further found that relatively high levels of luteoliflavan and eryodyctiol occur in shoot tissue of apple under the influence of prohexadione-Ca. Luteoliflavan is not normally found in apple tissue, and erythodyctiol occurs only in small amounts as an intermediate in flavonoid metabolism. However, the expected flavonoids catechin and cyanidin were not detectable in the treated tissue or occurred only in significantly reduced amounts (S. Römmelt et al., Lecture 8th International Workshop on Fire Blight, Kusadasi, Turkey, 12-15 Octo about 1998).
Es kann als gesichert gelten, daß Prohexadion-Ca, Trinexapac ethyl und andere Acylcyclohexandione 2-Oxoglutarsäure-abhängige Hydroxylasen inhibieren, die im Stoffwechsel phenolischer Sub stanzen von Bedeutung sind. Dabei handelt es sich primär um Fla vanon-3-hydroxylase (F3H) (W. Heller und G. Forkmann, Bio synthesis, in: The Flavonoids, Harborne, JB (ed.), Chapman and Hall, New York, 1988). Es kann jedoch nicht ausgeschlossen wer den, daß Acylcyclohexandione auch weitere, bislang unbekannte, 2-Oxoglutarsäure-abhängige Hydroxylasen hemmen. Es dürfte ferner naheliegend sein, daß ein Mangel an Catechin, Cyanidin oder ande ren Endprodukten der Flavonoidsynthese von der Pflanze regis triert wird und daß über einen Feedback-Mechanismus die Aktivität des Schlüsselenzyms Phenylalaninammoniumlyase (PAL) erhöht wird. Durch die weiterhin existierende Hemmung der F3H können diese Flavonoid-Endprodukte jedoch nicht gebildet werden, und es kommt zu einer vermehrten Bildung von Luteoliflavan, Eriodyctiol und anderer Phenole (Abb. 1).It can be taken for granted that prohexadione-Ca, Trinexapac ethyl and other acylcyclohexanediones inhibit 2-oxoglutaric acid-dependent hydroxylases, which are important in the metabolism of phenolic sub stances. These are primarily flavanone-3-hydroxylase (F3H) (W. Heller and G. Forkmann, Bio-synthesis, in: The Flavonoids, Harborne, JB (ed.), Chapman and Hall, New York, 1988). However, it can not be excluded who the that acylcyclohexanediones inhibit other, previously unknown, 2-oxoglutaric acid-dependent hydroxylases. It should also be apparent that a lack of catechol, cyanidin or other ren end products of flavonoid synthesis is trated by the plant and that the activity of the key enzyme phenylalanine ammonium lyase (PAL) is increased via a feedback mechanism. However, the persistence of F3H inhibits the formation of these flavonoid endproducts and increases the production of luteoliflavan, eriodyctiol, and other phenols ( Figure 1).
Durch die Reduktion der Enzymaktivität des Enzyms Flavanon-3-hy droxylase (F3H) werden die Flavonoide Eriodictyol, Proanthocyani dine, die am C-Atom 3 mit Wasserstoff substituiert sind, z. B. Lu teoforol, Luteoliflavan, Apigeniflavan und Tricetiflavan, sowie homogene und heterogene Oligomere und Polymere aus den genannten und strukturell verwandten Substanzen vermehrt gebildet.By reducing the enzyme activity of the enzyme flavanone-3-hy droxylase (F3H) are the flavonoids eriodictyol, proanthocyani dines which are substituted on the C-atom 3 by hydrogen, z. B. Lu teoforol, luteoliflavan, apigeniflavan and tricetiflavan, as well as homogeneous and heterogeneous oligomers and polymers from the mentioned and structurally related substances increasingly formed.
Erhöhte Konzentrationen der Phenole Hydroxyzimtsäuren (p-Cumar säure, Ferulasäure, Sinapinsäure), Salicylsäure oder Umbellife ron, einschließlich der aus ihnen gebildeten homogenen und hete rogenen Oligomere und Polymere werden nach Reduktion der Enzym aktivität des Enzyms Flavanon-3-hydroxylase (F3H) in Pflanzen festgestellt.Increased concentrations of phenols hydroxycinnamic acids (p-coumar acid, ferulic acid, sinapinic acid), salicylic acid or umbellife ron, including the homogeneous and het formed from them Rogenic oligomers and polymers are used after reduction of the enzyme activity of the enzyme flavanone-3-hydroxylase (F3H) in plants detected.
Ausgehend von diesen Befunden und den daraus abgeleiteten Hypo thesen wurden gentechnisch veränderte Kulturpflanzen erzeugt, in denen Flavanon-3-hydroxylase durch Anti-Sense-Konstrukte ganz oder teilweise, dauerhaft oder vorübergehend, in der gesamten Pflanzen oder in einzelnen Pflanzenorganen oder -geweben in ih ren Aktivitäten reduziert waren, so daß hier der Gehalt an Phenolen und somit die Widerstandsfähigkeit der neuartigen Pflanzen gegen chemischen Streß erhöht war.Based on these findings and the derived Hypo theses were produced by genetically modified crops, in which flavanone 3-hydroxylase is completely replaced by anti-sense constructs or partially, permanently or temporarily, throughout Plants or in individual plant organs or tissues in ih activities were reduced, so that here the content of Phenols and thus the resistance of the novel Plants against chemical stress was increased.
Besonders war bei den transgenen Pflanzen in denen die Flava
non-3-hydroxylase Aktivität mit molekulargenetischen Methoden re
duziert war, eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen chemischen
Streß, ausgelöst insbesondere durch ungenügend selektive oder un
sachgemäß applizierte Herbizide festzustellen. Dieser Effekt
wurde vor allem bei Applikation der Herbizide Glyphosate, Glufo
sinate-ammonium, Verbindungen der Formel (I), Cyclohexenon-Herbi
ziden wie Sethoxydim, Cycloxydim, Tepraloxydim oder Clefoxydim
und bei Bromoxynil beobachtet.
Particularly in the case of the transgenic plants in which the Flava non-3-hydroxylase activity was reduced by molecular genetic methods, increased resistance to chemical stress, triggered in particular by insufficiently selective or improperly applied herbicides, was found. This effect was observed especially when the herbicides glyphosate, Glufo sinate-ammonium, compounds of the formula (I), cyclohexenone Herbi ciden such as sethoxydim, cycloxydim, Tepraloxydim or Clefoxydim and in Bromoxynil.
in der die Variablen folgende Bedeutungen haben:
R1, R2 Wasserstoff, Nitro, Halogen, Cyano, C1-C6-Alkyl,
C1-C6-Halogenalkyl, C1-C6-Alkoxy, C1-C6-Halogenalkoxy,
C1-C6-Alkylthio, C1-C6-Halogenalkylthio, C1-C6-Alkyl
sulfinyl, C1-C6-Halogenalkylsulfinyl, C1-C6-Alkylsulfonyl
oder C1-C6-Halogenalkylsulfonyl;
R3 Wasserstoff, Halogen oder C1-C6-Alkyl;
R4, R5 Wasserstoff, Halogen, Cyano, Nitro, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Alkoxy-C1-C4-alkyl, Di-(C1-C4-alkoxy)-C1-C4-alkyl,
Di-(C1-C4-alkyl)-amino-C1-C4-alkyl, [2,2-Di-(C1-C4-
alkyl)-hydrazino-1]-C1-C4-alkyl, C1-C6-Alkyliminooxy-
C1-C4-alkyl, C1-C4-Alkoxycarbonyl-C1-C4-alkyl,
C1-C4-Alkylthio-C1-C4-alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Cyanoalkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C1-C4-Alkoxy,
C1-C4-Alkoxy-C2-C4-alkoxy, C1-C4-Halogenalkoxy, Hydroxy,
C1-C4-Alkylcarbonyloxy, C1-C4-Alkylthio, C1-C4-Halogen
alkylthio, Di-(C1-C4-alkyl)-amino, COR6, Phenyl oder
Benzyl, wobei die beiden letztgenannten Substituenten
partiell oder vollständig halogeniert sein können und/oder
eine bis drei der folgenden Gruppen tragen können:
Nitro, Cyano, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Halogenalkoxy;
oder
R4 und R5 bilden gemeinsam eine C2-C6-Alkandiyl-Kette, die ein- bis
vierfach durch C1-C4-Alkyl substituiert sein kann und/oder
durch Sauerstoff oder einen gegebenenfalls
C1-C4-Alkyl substituierten Stickstoff unterbrochen sein
kann;
oder
R4 und R5 bilden gemeinsam mit dem zugehörigen Kohlenstoff eine
Carbonyl- oder eine Thiocarbonylgruppe;
R6 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkoxy-C2-C4-alkoxy, C1-C4-Halogen
alkoxy, C3-C6-Alkenyloxy, C3-C6-Alkinyloxy oder NR7R8;
Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl;
R8 C1-C4-Alkyl;
X O, S, NR9, CO oder CR10R11;
Y O, S, NR12, CO oder CR13R14;
R9, R12 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl;
R10, R11, R13, R14 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxycarbonyl, C1-C4-Halogenalkoxycarbonyl oder
CONR7R8;
oder
R4 und R9 oder R4 und R10 oder R5 und R12 oder R5 und R13 bilden ge
meinsam eine C2-C6-Alkandiyl-Kette, die ein- bis vierfach
durch C1-C4-Alkyl substituiert sein kann und/oder durch
Sauerstoff oder einen gegebenenfalls C1-C4-Alkyl substi
tuierten Stickstoff unterbrochen sein kann;
R15 ein in 4-Stellung verknüpftes Pyrazol der Formel II
in which the variables have the following meanings:
R 1 , R 2 are hydrogen, nitro, halogen, cyano, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -haloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 1 -C 6 -haloalkoxy, C 1 -C 6 Alkylthio, C 1 -C 6 -haloalkylthio, C 1 -C 6 -alkylsulphinyl, C 1 -C 6 -haloalkylsulfinyl, C 1 -C 6 -alkylsulfonyl or C 1 -C 6 -haloalkylsulfonyl;
R 3 is hydrogen, halogen or C 1 -C 6 -alkyl;
R 4 , R 5 are hydrogen, halogen, cyano, nitro, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy-C 1 -C 4 -alkyl, di- (C 1 -C 4 -alkoxy) -C C 1 -C 4 -alkyl, di- (C 1 -C 4 -alkyl) amino-C 1 -C 4 -alkyl, [2,2-di- (C 1 -C 4 -alkyl) -hydrazino-1] C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 6 -alkyliminooxy-C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxycarbonyl-C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkylthio-C C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -cyanoalkyl, C 3 -C 8 -cycloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 -alkoxy-C 2 - C 4 alkoxy, C 1 -C 4 haloalkoxy, hydroxy, C 1 -C 4 alkylcarbonyloxy, C 1 -C 4 alkylthio, C 1 -C 4 haloalkylthio, di (C 1 -C 4 alkyl ) -amino, COR 6 , phenyl or benzyl, where the latter two substituents may be partially or completely halogenated and / or may carry one to three of the following groups: nitro, cyano, C 1 -C 4 alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy or C 1 -C 4 -haloalkoxy;
or
R 4 and R 5 together form a C 2 -C 6 alkanediyl chain which may be substituted one to four times by C 1 -C 4 alkyl and / or substituted by oxygen or an optionally C 1 -C 4 alkyl Nitrogen can be interrupted;
or
R 4 and R 5 together with the associated carbon form a carbonyl or a thiocarbonyl group;
R 6 is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 -alkoxy-C 2 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 - Haloalkoxy, C 3 -C 6 alkenyloxy, C 3 -C 6 alkynyloxy or NR 7 R 8 ; Hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl;
R 8 is C 1 -C 4 -alkyl;
XO, S, NR 9 , CO or CR 10 R 11 ;
YO, S, NR 12 , CO or CR 13 R 14 ;
R 9 , R 12 are hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl;
R 10 , R 11 , R 13 , R 14 are hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxycarbonyl, C 1 -C 4 -haloalkoxycarbonyl or CONR 7 R 8 ;
or
R 4 and R 9 or R 4 and R 10 or R 5 and R 12 or R 5 and R 13 together form a C 2 -C 6 alkanediyl chain, one to four times by C 1 -C 4 alkyl may be substituted and / or interrupted by oxygen or an optionally C 1 -C 4 alkyl substituted nitrogen;
R 15 is a linked in the 4-position pyrazole of the formula II
wobei
R16 C1-C6-Alkyl;
Z H oder SO2R17;
R17 C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl, Phenyl oder Phenyl,
das partiell oder vollständig halogeniert ist und/oder
eine bis drei der folgenden Gruppen trägt:
Nitro, Cyano, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Halogenalkoxy;
R18 Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl
bedeuten;
wobei X und Y nicht gleichzeitig für Sauerstoff oder Schwefel
stehen;
sowie deren landwirtschaftlich brauchbaren Salze.in which
R 16 is C 1 -C 6 alkyl;
ZH or SO 2 R 17 ;
R 17 is C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, phenyl or phenyl which is partially or completely halogenated and / or carries one to three of the following groups:
Nitro, cyano, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy or C 1 -C 4 -haloalkoxy;
R 18 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl
mean;
where X and Y are not simultaneously oxygen or sulfur;
and their agriculturally useful salts.
Die folgende Liste von Verbindungen mit herbizider Wirkung zeigt
mögliche Wirkstoffe auf, bei denen ebenfalls in Pflanzen in denen
die Enzymaktivität der Flavanon-3-hydroxylase durch Antisens-Kon
strukte ganz oder teilweise reduziert ist, eine höhere Wider
standskraft gegen das betreffende Herbizide beobachtet werden
kann. Die Liste ist jedoch nicht auf diese Wirkstoffe beschränkt.
b1 1,3,4-Thiadiazolen:
buthidazole, cyprazole
b2 Amide:
allidochlor (CDAA), benzoylprop-ethyl, bromobutide, chlort
hiamid, dimepiperate, dimethenamid, diphenamid, etobenzanid
(benzchlomet), flamprop-methyl, fosamin, isoxaben, monalide,
naptalame, pronamid (propyzamid), propanil
b3 Aminophosphorsäuren:
bilanafos, (bialaphos), buminafos, glufosinate-ammonium, gly
phosate, sulfosate.
b4 Aminotriazolen:
amitrol
b5 Anilide:
anilofos, mefenacet
b6 Aryloxyalkansäuren:
2,4-D, 2,4-DB, clomeprop, dichlorprop, dichlorprop-P, dich
lorprop-P (2,4-DP-P), fenoprop (2,4,5-TP), fluoroxypyr, MCPA,
MCPB, mecoprop, mecoprop-P, napropamide, napropanilide, tri
clopyr
b7 Benzoesäuren:
chloramben, dicamba
b8 Benzothiadiazinonen:
bentazon
b9 Bleacher:
clomazone (dimethazone), diflufenican, fluorochloridone, flu
poxam, fluridone, pyrazolate, sulcotrione (chlormesulone)
b10 Carbamaten:
asulam, barban, butylate, carbetamid, chlorbufam, chlorpro
pham, cycloate, desmedipham, diallate, EPTC, esprocarb, moli
nate, orbencarb, pebulate, phenisopham, phenmedipham, pro
pham, prosulfocarb, pyributicarb, sulfallate (CDEC), terbu
carb, thiobencarb (benthiocarb), tiocarbazil, triallate, ver
nolate
b11 Chinolinsäuren:
quinclorac, quinmerac
b12 Chloracetaniliden:
acetochlor, alachlor, butachlor, butenachlor, diethatyl
ethyl, dimethachlor, metazachlor, metolachlor, pretilachlor,
propachlor, prynachlor, terbuchlor, thenylchlor, xylachlor
b13 Cyclohexenonen:
alloxydim, caloxydim, clethodim, cloproxydim, cycloxydim,
sethoxydim, tralkoxydim, 2-{1-[2-(4-Chlorphenoxy)propyloxyi
mino]butyl}'3-hydroxy-5-(2H-tetrahydrothiopyran-3-yl)-
2-cyclohexen-1-on
b14 Dichlorpropionsäuren:
dalapon
b15 Dihydrobenzofurane:
ethofumesate
b16 Dihydrofuran-3-one:
flurtamone
b17 Dinitroaniline:
benefin, butralin, dinitramin, ethalfluralin, fluchloralin,
isopropalin, nitralin, oryzalin, pendimethalin, prodiamine,
profluralin, trifluralin
b18 Dinitrophenole:
bromofenoxim, dinoseb, dinoseb-acetat, dinoterb, DNOC
b19 Diphenylether:
acifluorfen-sodium, aclonifen, bifenox, chlornitrofen (CNP),
difenoxuron, ethoxyfen, fluorodifen, fluoroglycofen-ethyl,
fomesafen, furyloxyfen, lactofen, nitrofen, nitrofluorfen,
oxyfluorfen
b20 Dipyridylene:
cyperquat, difenzoquat-methylsulfat, diquat, paraquat di
chlorid
b21 Harnstoffe:
benzthiazuron, buturon, chlorbromuron, chloroxuron, chlorto
luron, cumyluron, dibenzyluron, cycluron, dimefuron, diuron,
dymron, ethidimuron, fenuron, fluormeturon, isoproturon,
isouron, karbutilat, linuron, methabenzthiazuron, metobenzu
ron, metoxuron, monolinuron, monuron, neburon, siduron, tebu
thiuron, trimeturon
b22 Imidazole:
isocarbamid
b23 Imidazolinone:
imazamethapyr, imazapyr, imazaquin, imazethabenz-methyl (ima
zame), imazethapyr
b24 Oxadiazole:
methazole, oxadiargyl, oxadiazon
b25 Oxirane:
tridiphane
b26 Phenole:
bromoxynil, ioxynil
b27 Phenoxyphenoxypropionsäureester:
clodinafop, cyhalofop-butyl, diclofop-methyl, fenoxaprop
ethyl, fenoxaprop-p-ethyl, fenthiapropethyl, fluazifop-butyl,
fluazifop-p-butyl, haloxyfop-ethoxyethyl, haloxyfop-methyl,
haloxyfop-p-methyl, isoxapyrifop, propaquizafop, quizalofop
ethyl, quizalofop-p-ethyl, quizalofop-tefuryl
b28 Phenylessigsäuren:
chlorfenac (fenac)
b29 Phenylpropionsäuren:
chlorophenprop-methyl
b30 Protoporphyrinogen-IX-Oxydase-Hemmer:
benzofenap, cinidon-ethyl, flumiclorac-pentyl, flumioxazin,
flumipropyn, flupropacil, fluthiacet-methyl, pyrazoxyfen,
sulfentrazone, thidiazimin
b31 Pyrazole:
nipyraclofen
b32 Pyridazine:
chloridazon, maleic hydrazide, norflurazon, pyridate
b33 Pyridincarbonsäuren:
clopyralid, dithiopyr, picloram, thiazopyr
b34 Pyrimidylethern:
pyrithiobac-säure, pyrithiobac-sodium, KIH-2023, KIH-6127
b35 Sulfonamide:
flumetsulam, metosulam
b36 Sulfonylharnstoffe:
amidosulfuron, azimsulfuron, bensulfuron-methyl, chlorimuron
ethyl, chlorsulfuron, cinosulfuron, cyclosulfamuron, ethamet
sulfuron methyl, ethoxysulfuron, flazasulfuron, halosulfuron
methyl, imazosulfuron, metsulfuron-methyl, nicosulfuron, pri
misulfuron, prosulfuron, pyrazosulfuron-ethyl, rimsulfuron,
sulfometuron-methyl, thifensulfuron-methyl, triasulfuron,
tribenuron-methyl, triflusulfuron-methyl
b37 Triazine:
ametryn, atrazin, aziprotryn, cyanazine, cyprazine, desme
tryn, dimethamethryn, dipropetryn, eglinazin-ethyl, hexazi
non, procyazine, prometon, prometryn, propazin, sechumeton,
simazin, simetryn, terbumeton, terbutryn, terbutylazin, trie
tazin
b38 Triazinone:
ethiozin, metamitron, metribuzin
b39 Triazolcarboxamide:
triazofenamid
b40 Uracile:
bromacil, lenacil, terbacil
b41 Verschiedene:
benazolin, benfuresate, bensulide, benzofluor, butamifos, ca
fenstrole, chlorthal-dimethyl (DCPA), cinmethylin, dichlobe
nil, endothall, fluorbentranil, mefluidide, perfluidone, pi
perophosThe following list of compounds with herbicidal activity indicates possible active ingredients in which also in plants in which the enzyme activity of flavanone-3-hydroxylase by antisense Kon constructs is wholly or partially reduced, a higher resistance against the herbicide concerned can be observed , The list is not limited to these substances.
b1 1,3,4-thiadiazoles:
buthidazole, cyprazole
b2 amides:
allidochlor (CDAA), benzoylprop-ethyl, bromobutide, chlorothiamide, dimepiperate, dimethenamid, diphenamid, etobenzanide (benzchlomet), flamprop-methyl, fosamine, isoxaben, monalide, naptalame, pronamide (propyzamide), propanil
b3 aminophosphoric acids:
bilanafos, (bialaphos), buminafos, glufosinate-ammonium, glyphosate, sulfosate.
b4 aminotriazoles:
amitrol
b5 anilides:
anilofos, mefenacet
b6 aryloxyalkanoic acids:
2,4-D, 2,4-DB, clomeprop, dichloroprop, dichlorprop-P, dichloroprop-P (2,4-DP-P), fenoprop (2,4,5-TP), fluoroxypyr, MCPA, MCPB , mecoprop, mecoprop-P, napropamide, napropanilide, tri clopyr
b7 benzoic acids:
chloramben, dicamba
b8 benzothiadiazinones:
bentazone
b9 Bleacher:
clomazone (dimethazone), diflufenican, fluorochloridone, flu poxam, fluridone, pyrazolate, sulcotrione (chlormesulone)
b10 carbamates:
asulam, barban, butylate, carbetamide, chlorobufam, chloropropham, cycloate, desmedipham, diallate, EPTC, esprocarb, molates, orbencarb, pebulate, phenisopham, phenmedipham, pro pham, prosulfocarb, pyributicarb, sulfallate (CDEC), terbu carb, thiobencarb (benthiocarb), tiocarbazil, triallate, ver nolate
b11 quinolinic acids:
quinclorac, quinmerac
b12 chloroacetanilides:
acetochlor, alachlor, butachlor, butenachlor, diethyl ethyl, dimethachlor, metazachlor, metolachlor, pretilachlor, propachlor, prynachlor, terbuchlor, thenylchloro, xylachlor
b13 cyclohexenones:
alloxydim, caloxydim, clethodim, cloproxydim, cycloxydim, sethoxydim, tralkoxydim, 2- {1- [2- (4-chlorophenoxy) propyloxymino] butyl} '3-hydroxy-5- (2H-tetrahydrothiopyran-3-yl) -2 cyclohexen-1-one
b14 dichloropropionic acids:
dalapon
b15 Dihydrobenzofurans:
ethofumesates
b16 Dihydrofuran-3-one:
flurtamone
b17 Dinitroaniline:
benefin, butraline, dinitramine, ethalfluralin, fluchloralin, isopropalin, nitralin, oryzalin, pendimethalin, prodiamine, profluralin, trifluralin
b18 dinitrophenols:
bromofenoxime, dinoseb, dinoseb acetate, dinoterb, DNOC
b19 diphenyl ether:
acifluorfen-sodium, aclonifen, bifenox, chloronitrofen (CNP), difenoxuron, ethoxyfen, fluorodifen, fluoroglycofen-ethyl, fomesafen, furyloxyfen, lactofen, nitrofen, nitrofluorfen, oxyfluorfen
b20 dipyridylenes:
cyperquat, difenzoquat-methylsulfate, diquat, paraquat di chloride
b21 ureas:
benzthiazuron, buturon, chlorobromuron, chloroxuron, chlortoluron, cumyluron, dibenzyluron, cycluron, dimefuron, diuron, dymron, ethidimuron, fenuron, fluorometuron, isoproturon, isouron, carbutilate, linuron, methabenzothiazuron, metobenzuron, metoxuron, monolinuron, monuron, neburon, siduron, tebu thiuron, trimeturon
b22 imidazole:
isocarbamid
b23 imidazolinone:
imazamethapyr, imazapyr, imazaquin, imazethabenz-methyl (ima zame), imazethapyr
b24 oxadiazoles:
methazole, oxadiargyl, oxadiazon
b25 oxiranes:
tridiphane
b26 phenols:
bromoxynil, ioxynil
b27 phenoxyphenoxypropionic acid ester:
clodinafop, cyhalofop-butyl, diclofop-methyl, fenoxaprop ethyl, fenoxaprop-p-ethyl, fenthiapropethyl, fluazifop-butyl, fluazifop-p-butyl, haloxy-pent-ethoxy-ethyl, haloxy-pent-methyl, haloxy-stop-p-methyl, isoxapyrifop, propaquizafop, quizalofop ethyl, quizalofop-p-ethyl, quizalofop-tefuryl
b28 phenylacetic acids:
chlorfenac (fenac)
b29 phenylpropionic acids:
chlorophenprop-methyl
b30 protoporphyrinogen IX oxidase inhibitor:
benzofenap, cinidon-ethyl, flumiclorac-pentyl, flumioxazine, flumipropyne, flupropacil, fluthiacet-methyl, pyrazoxyfen, sulfentrazone, thidiazimin
b31 pyrazole:
nipyraclofen
b32 pyridazine:
chloridazon, maleic hydrazide, norflurazon, pyridate
b33 pyridinecarboxylic acids:
clopyralid, dithiopyr, picloram, thiazopyr
b34 pyrimidyl ethers:
pyrithiobacic acid, pyrithiobac-sodium, KIH-2023, KIH-6127
b35 sulfonamides:
flumetsulam, metosulam
b36 Sulfonylureas:
amidosulfuron, azimsulfuron, bensulfuron-methyl, chlorimuron ethyl, chlorosulfuron, cinosulfuron, cyclosulfamuron, ethamet sulfurone methyl, ethoxysulfuron, flazasulfuron, halosulfuron methyl, imazosulfuron, metsulfuron-methyl, nicosulfuron, pri-misulfuron, prosulfuron, pyrazosulfuron-ethyl, rimsulfuron, sulfometuron-methyl , thifensulfuron-methyl, triasulfuron, tribenuron-methyl, triflusulfuron-methyl
b37 Triazines:
ametryn, atrazine, aziprotryn, cyanazine, cyprazine, desme tryn, dimethamethryn, dipropetryn, eglinazine ethyl, hexazi non, procyazine, prometon, prometryn, propazine, hexetonone, simazine, simetryn, terbumeton, terbutryn, terbutylazine, trie tazine
b38 triazinones:
ethiozine, metamitron, metribuzin
b39 triazole carboxamides:
triazofenamid
b40 Uracile:
bromacil, lenacil, terbacil
b41 Various:
benazolin, benfuresate, benzenside, benzofluor, butamifos, cafenstrole, chlorthal-dimethyl (DCPA), cinmethylin, dichlobenil, endothall, fluorbentranil, mefluidide, perfluidone, pi perophos
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich erfolgreich bei den Kul turpflanzen Weizen, Gerste, Roggen, Hafer, Reis, Mais, Hirse, Zuckerrohr, Banane, Tomate, Tabak, Paprika, Kartoffel, Raps, Zuc kerrübe, Soja, Baumwolle und um Obstgehölze aus der Familie der Rosaceen, wie Apfel, Birne, Pflaume, Zwetschge, Pfirsich, Nekta rine und Kirsche sowie bei Weinreben, aber auch bei anderen nicht namentlich genannten Pflanzen, anwenden.The inventive method can be successfully used in the Kul wheat, barley, rye, oats, rice, maize, millet, Sugar cane, banana, tomato, tobacco, pepper, potato, rape, Zuc pitcher, soy, cotton and around fruit trees from the family of Rosacea, such as apple, pear, plum, plum, peach, nectar rine and cherry as well as grapevines, but not others named plants.
In Gewächshausversuchen konnte die erfindungsgemäß erhöhte Resistenz gegen eine Reihe von Herbiziden belegt werden. Bei die sen Versuchen wurden Testpflanzen in Plastiktöpfen von ca. 300 ml Volumen auf lehmigen Sand mit ungefähr 3% Humusanteil kulti viert. Die verschiedenen Herbiziden wurden bei einer Sproßlänge von ca. 12 cm appliziert. Eine visuelle Ermittlung des jeweiligen Schädigungsgrades erfolgte ungefähr 20 Tage nach Herbizidbehand lung. In greenhouse experiments, the inventively increased Resistance to a range of herbicides. At the Tests were carried out in plastic pots of approx. 300 ml Volume on loamy sand with about 3% humus content kulti fourth. The different herbicides were at one shoot length of about 12 cm applied. A visual determination of each Degree of damage occurred about 20 days after herbicide treatment development.
Reife Tomatenfrüchte von Lycopersicon esculentum Mill.cv. Money maker wurden gewaschen, getrocknet und mittels einer sterilen Klinge das Perikarp von Samen, mittlere Kolumnella und Holzteilen befreit. Das Perikarp (ca. 50 g) wurde in fluessigem Stickstoff eingefroren. Das Material wurde anschliessend in einem Mixer zer kleinert. Das zerkleinerte Material wurde in einem vorgekühlten Mörser mit 100 ml Homogenisierungs-Medium versetzt und gemischt. Die Suspension wurde dann in Zentrifugenbecher überführt, indem es durch sterile Mulltücher gepreßt wurde. Anschließend wurde 1/10 Vol 10% SDS hinzugefügt und gut gemischt. Nach 10 Minuten auf Eis, wurde 1 Vol Phenol/Chloroform zugegeben, der Zentrifu genbecher verschlossen und gut gemischt. Nach 15 minütiger Zen tritugation bei 4000 rpm wurde der Überstand in ein neues Reakti onsgefäß überführt. Es schlossen sich drei weitere Phenol/Chloro form Extraktionen und eine Chloroform Extraktion an. Im folgenden wurde 1 Vol 3 M NaAC (Na-Acetat) und 2.5 Vol Ethanol zugegeben. Die Fällung der Nukleinsäuren erfolgte über Nacht bei -20°C. Am nächsten Morgen wurden die Nukleinsäuren für 15 Minuten bei 10000 rpm in der Kühlzentrifuge (4°C) pelletiert. Der Überstand wurde verworfen und das Pellet in 5-10 ml kaltem 3 M NaAc resuspen diert. Dieser Waschschritt wurde zweimal wiederholt. Das Pellet wurde mit 80%igem Ethanol gewaschen. Das vollständig getrocknet Pellet wurde in ca. 0,5 ml sterilem DEPC (Diethylpyrocarbonat) Wasser aufgenommen und die RNA-Konzentration photometrisch be stimmt.Ripe tomato fruits from Lycopersicon esculentum Mill.cv. Money maker were washed, dried and sterilized by means of a sterile Blade the pericarp of seeds, middle columnar and wooden parts freed. The pericarp (about 50 g) was dissolved in liquid nitrogen frozen. The material was then crushed in a blender kleinert. The crushed material was in a pre-cooled Mortar mixed with 100 ml homogenization medium and mixed. The suspension was then transferred to centrifuge beakers by it was pressed through sterile cheesecloths. Subsequently was 1/10 vol 10% SDS added and mixed well. After 10 minutes on ice, 1 volume of phenol / chloroform was added, the centrifuge closed and well mixed. After 15 minutes Zen tritugation at 4000 rpm, the supernatant was in a new Reakti transferred onsgefäß. It was followed by three more phenol / chloro form extractions and a chloroform extraction. Hereinafter 1 volume of 3M NaAC (Na acetate) and 2.5 volumes of ethanol were added. The precipitation of the nucleic acids was carried out overnight at -20 ° C. At the The next morning, the nucleic acids were at 10,000 for 15 minutes rpm in the refrigerated centrifuge (4 ° C) pelleted. The supernatant was Discard and resuspend the pellet in 5-10 ml of cold 3 M NaAc diert. This washing step was repeated twice. The pellet was washed with 80% ethanol. That completely dried Pellet was dissolved in about 0.5 ml of sterile DEPC (diethylpyrocarbonate) Absorbed water and the RNA concentration photometrically be Right.
20 µg gesamt RNA wurden zunächst mit 3,3 µl 3M Natriumacetat-Lö sung, 2 µl 1M Magnesiumsulfat-Lösung versetzt und auf 100 µl End volumen mit DEPC Wasser aufgefüllt. Dazu wurde ein Microliter Rnase freie Dnase (Boehringer Mannheim) gegeben und 45 min bei 37° Grad inkubiert. Nach Entfernen des Enzyms durch ausschütteln mit Phenol/Chloroform/Isoamylalkohol wurde die RNA mit Ethanol ge fällt und das Pellet in 100 µI DEPC Wasser aufgenommen. 2,5 µg RNA aus dieser Lösung wurden mittels eines cDNA-Kits (Gibco BRL) in cDNA umgeschrieben.20 μg total RNA were first mixed with 3.3 μl 3M sodium acetate solution solution, 2 .mu.l of 1M magnesium sulfate solution and 100 .mu.l end Volume filled up with DEPC water. This was a microliter Rnase-free DNase (Boehringer Mannheim) and 45 min at 37 ° Degree incubated. After removing the enzyme by shaking out with Phenol / chloroform / isoamyl alcohol was the RNA ge with ethanol drops and the pellet is taken up in 100 μL DEPC water. 2.5 μg RNA from this solution were analyzed by means of a cDNA kit (Gibco BRL) in rewritten cDNA.
Unter Verwendung von Aminosäuresequenzen die aus für Flava
none-3-Hydroxylase kodierenden cDNA Klonen abgeleitet wurden,
konnten konservierte Bereiche in der Primärsequenz identifiziert
werden (Britsch et al., Eur. J. Biochem. 217, 745-754 (1993),
die als Grundlage für das Design von degenerierten PCR Oligo
nukleotiden dienten. Das 5' Oligonukleotid wurde unter Verwendung
der Peptidsequenz SRWPDK (Aminosäure 147-152 in der Sequenz FL3H
PETHY aus Petunia hybrida) ermittelt und hatte folgende Sequenz:
5'-TCI (A/C) G (A/G) TGG CC(A/C/G) GA (C/T) AA (A/G) CC-3.Using amino acid sequences derived from cDNA clones encoding Flava none-3 hydroxylase, conserved regions in the primary sequence could be identified (Britsch et al., Eur. J. Biochem., 217, 745-754 (1993), which is incorporated herein by reference) The basis for the design of degenerate PCR oligo nucleotides The 5 'oligonucleotide was determined using the peptide sequence SRWPDK (amino acid 147-152 in the sequence FL3H PETHY from Petunia hybrida) and had the following sequence:
5'-TCI (A / C) G (A / G) TGG CC (A / C / G) GA (C / T) AA (A / G) CC-3.
Die Sequenz des unter Verwendung der Peptidsequenz DHQAVV (Amino säure 276281 in der Sequenz FL3H PETHY aus Petunia hybrida) abge leiteten Oligonukleotides lautete wie folgt: 5'-CTT CAC ACA (C/G/T) GC (C/T) TG (A/G)TG (A/G)TC-3.The sequence of using the peptide sequence DHQAVV (Amino acid 276281 in the sequence FL3H PETHY from Petunia hybrida) oligonucleotide read as follows: 5'-CTT CAC ACA (C / G / T) GC (C / T) TG (A / G) TG (A / G) TC-3.
Die PCR-Reaktion wurde unter Verwendung der tTth-Polymerase von
Perkin-Elmer nach Herstellerangaben durchgeführt. Als Template
wurden 1/8 der cDNA eingesetzt (entspricht 0,3 µg RNA). Das PCR-
Programm lautete:
The PCR reaction was carried out using the Perkin-Elmer tTth polymerase according to the manufacturer's instructions. 1/8 of the cDNA was used as template (corresponding to 0.3 μg RNA). The PCR program was:
Das Fragment wurde nach Herstellerangaben in den Vektor pGEM-T von Promega kloniert.The fragment was according to manufacturer's instructions in the vector pGEM-T cloned by Promega.
Die Richtigkeit des Fragmentes wurde durch Sequenzierung über prüft. Das PCR Fragment wurde unter Verwendung der im Polylinker des Vektors pGEM-T vorhandenen Restriktionsschnittstellen Ncol und Pstl isoliert und die überstehenden Enden unter Verwendung der T4-Polymerase und glatte Enden überführt. Dieses Fragment wurde in einen Smal (blunt)geschnittenen Vektor pBinAR (Höfgen und Willmitzer, Plant Sci. 66: 221-230 (1990)) kloniert (siehe Abb. 2). Dieser enthält den 35S-Promotor des CaMV (Blumen kohlmosaikvirus) (Franck et al., Cell 21: 285-294 (1980)) und das Terminationssignal des Octopin-Synthase Gens (Gielen et al., EMBO J. 3: 835-846(1984)). Dieser Vector vermittelt in Pflan zen Resistenz gegen das Antibiotikum Kanamycin. Die erhaltenen DNA Konstrukte enthielten das PCR Fragment in Sense und Antisense Orientierung. Das Antisensekonstrukt wurde zur Erzeugung transgener Pflanzen eingesetzt.The correctness of the fragment was checked by sequencing. The PCR fragment was isolated using the restriction sites Ncol and PstI present in the polylinker of vector pGEM-T and the protruding ends were transformed using T4 polymerase and blunt-ended. This fragment was cloned into a Smal (blunt) cut vector pBinAR (Hofgen and Willmitzer, Plant Sci. 66: 221-230 (1990)) (see Figure 2). This contains the 35S promoter of the CaMV (flower kohl mosaic virus) (Franck et al., Cell 21: 285-294 (1980)) and the termination signal of the octopine synthase gene (Gielen et al., EMBO J. 3: 835-846 (1984)). This vector mediates in plant resistance to the antibiotic kanamycin. The resulting DNA constructs contained the PCR fragment in sense and antisense orientation. The antisense construct was used to generate transgenic plants.
Abb. 2: Fragment A (529 bp) beinhaltet den 35S-Promotor des CaMV (Nukleotide 6909 bis 7437 des Blumenkohlmosaikvirus). Frag ment B Fragment des F3H Gens in Antisense-Orientierung. Fragment C (192 Bp) enthält das Terminationssignal des Octopin-Synthase Gens. Fig. 2: Fragment A (529 bp) contains the 35S promoter of CaMV (nucleotides 6909 to 7437 of cauliflower mosaic virus). Fragment B Fragment of the F3H gene in antisense orientation. Fragment C (192 bp) contains the termination signal of the octopine synthase gene.
Klonierung eines größeren cDNA Fragmentes der Flavanone-3-Hydro xylase aus Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneymaker unter Verwendung des 5'RACESystems.Cloning of a larger cDNA fragment of flavanone-3-Hydro xylase from Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneymaker under Use of the 5'RACESystem.
Um auszuschließen, dass die Erzeugung von Pflanzen mit reduzier ter mRNA Fließgleichgewichtsmenge der F3H aufgrund der geringen Größe des im Antisensekonstrukt verwendeten F3H PCR Fragmentes nicht erfolgreich ist, sollte ein zweites Antisense-Konstrukt unter Verwendung eines größeren F3H Fragmentes erzeugt werden.To rule out that the production of plants with reduce mRNA steady-state amount of F3H due to the low Size of the F3H PCR fragment used in the antisense construct not successful, should be a second antisense construct be generated using a larger F3H fragment.
Zum Zweck der Klonierung eines größeren Fragmentes der F3H wurde die 5'RACE Methode (System for Rapid amplification of cDNA ends) angewendet.For the purpose of cloning a larger fragment of F3H was the 5'RACE method (System for Rapid amplification of cDNA ends) applied.
Verlängerung des F3H PCR Fragmentes durch die 5'RACE-Methode unter Verwendung des 5'RACE System for rapid amplification of cDNA ends, Version 2~0 von Life Technologies™.Extension of the F3H PCR fragment by the 5'RACE method using the 5'RACE System for rapid amplification of cDNA ends, version 2 ~ 0 from Life Technologies ™.
Aus reifen Tomatenfrüchten von Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneymaker wurde gesamt RNA isoliert (siehe oben).From ripe tomato fruits by Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneymaker total RNA was isolated (see above).
Die cDNA Erststrang-Synthese wurde nach Herstellerangaben unter Verwendung des GSP-1 (Gen spezifischer Primer) 5'-TTCAC- CACTGCCTGGTGGTCC-3' durchgeführt. Im Anschluß an einen Rnase Ver dau, wurde die cDNA unter Anwendung des GlassMAX spin Systems von Life Tecgnologies™ gemäß den Herstellerangaben aufgereinigt.The cDNA first strand synthesis was according to the manufacturer Use of the GSP-1 (Gene Specific Primer) 5'-TTCAC CACTGCCTGGTGGTCC-3 '. Following a Rnase Ver the cDNA was synthesized using the GlassMAX spin system of Life Tecgnologies ™ according to the manufacturer's instructions.
An das 3'Ende der gereinigten einzelsträngigen F3H cDNA wurde unter Verwendung der terminalen deoxynukleotydil-Transferase ge mäß den Herstellerangaben ein Cytosin Homopolymer addiert.At the 3 'end of the purified single-stranded F3H cDNA using the terminal deoxynucleotide transferase ge according to the manufacturer's instructions added a cytosine homopolymer.
Die Amplifikation der 5' verlängerten F3H cDNA erfolgte unter Verwendung eines zweiten Gen spezifischen Primers (GSP-2) der im Bereich 3' vor der GSP-1 Erkennungsequenz bindet und somit eine "nested" PCR ermöglichte. Als 5'Primer wurde der vom Hersteller gelieferte "5'RACE abrided anchor primer" verwendet, der komple mentär zum homopolymeren dC-Schwanz der cDNA ist.Amplification of the 5 'extended F3H cDNA was performed under Use of a second gene specific primer (GSP-2) in the Area 3 'before the GSP-1 recognition sequence binds and thus one "nested" PCR enabled. As 5'Primer was the manufacturer supplied "5'RACE abrided anchor primer" used the komple to the homopolymeric dC tail of the cDNA.
Das so amplifizierte und als F3Hextended bezeichnete cDNA Fragment wurde nach Herstellerangaben in den Vektor pGEM-T von Promega kloniert.The thus amplified and designated as F3H extended cDNA fragment was cloned according to the manufacturer's instructions in the vector pGEM-T Promega.
Die Identität der cDNA wurde durch Sequenzierung bestätigt.The identity of the cDNA was confirmed by sequencing.
Das F3Hextended cDNA Fragment wurde unter Verwendung der im Poly linker des Vektors pGEM-T vorhandenen Restriktionsschnittstellen Ncol und Pstl isoliert und die überstehenden Enden unter Verwendung der T4-Polymerase und glatter Enden überführt. Dieses Fragment wurde in einen Smal (blunt) geschnittenen Vektor pBinAR (Höfgen und Willmitzer, 1990) kloniert (siehe Abb. 3). Die ser enthält den 35S-Promotor des CaMV (Blumenkohlmosaikvirus) (Franck et al., 1980) und das Terminationssignal des Octopin-Syn thase Gens (Gielen et al., 1984). Dieser Vektor vermittelt in Pflanzen Resistenz gegen das Antibiotikum Kanamycin. Die erhaltenen DNA Konstrukte enthielten das PCR Fragment in Sense und Antisense Orientierung. Das Antisensekonstrukt wurde zur Er zeugung transgener Pflanzen eingesetzt.The F3H extended cDNA fragment was isolated using the restriction sites Ncol and PstI present in the poly left of the vector pGEM-T and the protruding ends were transformed using the T4 polymerase and blunt ends. This fragment was cloned into a Smal (blunt) cut vector pBinAR (Hofgen and Willmitzer, 1990) (see Figure 3). The sera contains the 35S promoter of CaMV (cauliflower mosaic virus) (Franck et al., 1980) and the termination signal of the octopine synthase gene (Gielen et al., 1984). This vector mediates resistance to the antibiotic kanamycin in plants. The resulting DNA constructs contained the PCR fragment in sense and antisense orientation. The antisense construct was used to generate transgenic plants.
Abb. 3: Fragment A (529 bp) beinhaltet den 35S-Promotor des CaMV (Nukleotide 6909 bis 7437 des Blumenkohlmosaikvirus). Frag ment B Fragment des F3H Gens in Antisense-Orientierung. Fragment C (192 Bp) enthält das Terminationssignal des Octopin-Synthase Gens. FIG. 3: Fragment A (529 bp) contains the 35S promoter of CaMV (nucleotides 6909 to 7437 of cauliflower mosaic virus). Fragment B Fragment of the F3H gene in antisense orientation. Fragment C (192 bp) contains the termination signal of the octopine synthase gene.
Herstellung transgener Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneyma ker die ein Teilfragment der Flavanone-3-Hydroxylase in Antisense Orientierung exprimieren.Production of Transgenic Lycopersicon esculentum Mill.cv. Moneyma ker which is a partial fragment of flavanone-3-hydroxylase in antisense Express orientation.
Es wurde die Methode nach Ling et al., Plant Cell Report 17, 843-847 (1998) genutzt. Die Kultivierung erfolgt bei ca. 22°C unter einem 16 h-Licht/8 h-Dunkel-Regime.The method according to Ling et al., Plant Cell Report 17, 843-847 (1998). Cultivation takes place at approx. 22 ° C under a 16 h light / 8 h dark regime.
Tomatensamen (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Moneymaker) wur den durch 10 minütige Inkubation in 4%iger Natriumhypochlorit lösung inkubiert, anschließend 3-4 mal mit sterilem destili siertem Wasser gewaschen und auf MS Medium mit 3% Saccharose, pH 6,1 zur Keimung ausgelegt. Nach einer Keimdauer von 7-10d konnten die Kotyledonen für die Transformation eingesetzt werden.Tomato seeds (Lycopersicon esculentum Mill. Cv. Moneymaker) wur by incubation in 4% sodium hypochlorite for 10 minutes incubated, then 3-4 times with sterile distillate washed water and on MS medium with 3% sucrose, pH 6.1 designed for germination. After a germination period of 7-10d the cotyledons could be used for the transformation.
Tag 1: Petrischalen mit dem Medium "MSBN" wurden mit 1,5 ml einer ca. 10d alten Tabaksuspensionskultur überschichtet. Die Platten wurden mit Folie abgedeckt und bis zum nächsten Tag bei Raumtem peratur inkubiert.Day 1: Petri dishes containing the medium "MSBN" were mixed with 1.5 ml of a Overlaid about 10d old tobacco suspension culture. The plates were covered with foil and until the next day at Raumtem incubated.
Tag 2: Auf die mit der Tabaksuspensionskultur beschichteten Plat ten wurde steriles Filterpapier luftblasenfrei aufgelegt. Darauf wurden die quer geschnittenen Keimblätter mit der Oberseite nach unten aufgelegt. Die Petrischalen wurden für 3 Tage im Kulturen raum inkubiert. Day 2: On the tobacco suspension culture coated plat In this case, sterile filter paper was applied without air bubbles. Thereon the cross-cut cotyledons receded with the top side placed on the bottom. The Petri dishes were cultured for 3 days room incubated.
Tag 5: Die Agrobakterienkultur (LBA4404) wurde durch Zentri fugation bei ca. 3000 g für 10 min sedimentiert und in MS-Medium resuspendiert, so daß die OD 0,3 beträgt. In diese Suspension wurden die Keimblattstückchen gegeben, die unter leichtem Schüt teln für 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert wurden. An schließend wurden die Keimblattstückchen auf sterilem Filterpa pier etwas abgetrocknet und wieder zurück auf ihre Ausgangsplat ten für die Fortsetzung der Cocultivierung für 3 Tage im Kultu renraum gelegt.Day 5: The culture of agrobacteria (LBA4404) was determined by Zentri Fungation sedimented at about 3000 g for 10 min and in MS medium resuspended so that the OD is 0.3. In this suspension the cotyledons were added, which under light shake were incubated for 30 minutes at room temperature. to closing the cotyledons were on sterile Filterpa pierced a bit and returned to its original location for the continuation of cocultivation for 3 days in culture Renraum laid.
Tag 8: Die cocultivierten Keimblattstückchen wurden auf MSZ2K50 + β gelegt und für die nächsten 4 Wochen im Kulturenraum inkubiert. Danach erfolgte die Subkultivierung.Day 8: The cocultivated cotyledons were assayed for MSZ2K50 + β and incubated in the culture room for the next 4 weeks. Then the subcultivation took place.
Sich bildende Sprosse wurden auf Wurzelinduktionsmedium gebracht.Forming shoots were placed on root induction medium.
Nach erfolgreicher Bewurzelung konnten die Pflanzen getestet und ins Gewächshaus überführt werden.After successful rooting the plants could be tested and be transferred to the greenhouse.
Erhöhung der Widerstandskraft in gentechnologisch modifizierten Tomaten die eine Flavanon-3-hydroxylase in Antisens-Orientierung enthalten gegenüber Glyphosate.Increasing the resistance in genetically modified Tomatoes contain a flavanone 3-hydroxylase in antisense orientation contained in relation to glyphosate.
Nicht gentechnisch modifizierte und gentechnologisch modifizierte Tomatenpflanzen der Sorte "Moneymaker" wurden im Gewächshaus ge züchtet. Die gentechnologisch modifizierten Tomatenpflanzen ex primierten das Gen Flavanon-3-hydroxylase in Antisens-Orientie rung. Sowohl die nicht gentechnologisch modifizierten Pflanzen als auch die gentechnologisch modifizierten Pflanzen wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen an Glyphosate behandelt. Dabei zeigte sich, daß die Pflanzen, die das Flavanon-3-hydroxylase Gen in Antisens-Orientierung enthielten eine hohe Widerstandskraft gegenüber Glyphosate aufweisen.Not genetically modified and genetically modified Tomato plants of the variety "Moneymaker" were grown in the greenhouse breeds. The genetically modified tomato plants ex primed the gene flavanone 3-hydroxylase in antisense orientation tion. Both the non-genetically modified plants as well as the genetically modified plants were with treated with different concentrations of glyphosate. there showed that the plants containing the flavanone 3-hydroxylase gene in antisense orientation contained a high resistance have glyphosate.
Claims (9)
in der die Variablen folgende Bedeutungen haben:
R1, R2 Wasserstoff, Nitro, Halogen, Cyano, C1-C6-Alkyl, C1-C6-Halogenalkyl, C1-C6-Alkoxy, C1-C6-Halogenalkoxy, C1-C6-Alkylthio, C1-C6-Halogenalkylthio, C1-C6-Alkyl sulfinyl, C1-C6-Halogenalkylsulfinyl, C1-C6-Alkyl sulfonyl oder C1-C6-Halogenalkylsulfonyl;
R3 Wasserstoff, Halogen oder C1-C6-Alkyl;
R4, R5 Wasserstoff, Halogen, Cyano, Nitro, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy-C1-C4-alkyl,
Di-(C1-C4-alkoxy)-C1-C4-alkyl, Di-(C1-C4-alkyl)-ami no-C1-C4-alkyl, [2,2-Di-(C1-C4- alkyl)-hydrazino-1]-C1-C4-alkyl, C1-C6-Alkyliminooxy-
C1-C4-alkyl, C1-C4-Alkoxycarbonyl-C1-C4-alkyl,
C1-C4-Alkylthio-C1-C4-alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Cyanoalkyl, C3-C8-Cycloalkyl, C1-C4-Alkoxy,
C1-C4-Alkoxy-C2-C4-alkoxy, C1-C4-Halogenalkoxy, Hydroxy, C1-C4-Alkylcarbonyloxy, C1-C4-Alkylthio, C1-C4-Halogenalkylthio, Di-(C1-C4-alkyl)-amino, COR6, Phenyl oder Benzyl, wobei die beiden letztgenannten Substituenten partiell oder vollständig halogeniert sein können und/oder eine bis drei der folgenden Gruppen tragen können:
Nitro, Cyano, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Halogenalkoxy;
oder
R4 und R5 bilden gemeinsam eine C2-C6-Alkandiyl-Kette, die ein- bis vierfach durch C1-C4-Alkyl substituiert sein kann und/oder durch Sauerstoff oder einen gegebenenfalls C1-C4-Alkyl substituierten Stickstoff unterbrochen sein kann;
oder
R4 und R5 bilden gemeinsam mit dem zugehörigen Kohlenstoff eine Carbonyl- oder eine Thiocarbonylgruppe;
R6 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkoxy-C2-C4-alkoxy,
C1-C4-Halogenalkoxy, C3-C6-Alkenyloxy, C3-C6-Alkinyl oxy oder NR7R8;
Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl;
R8 C1-C4-Alkyl;
X O, S, NR9, CO oder CR10R11;
Y O, S, NR12, CO oder CR13R14;
R9, R12 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl;
R10, R11, R13, R14 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl, C1-C4-Alkoxycarbonyl, C1-C4-Halogenalkoxycarbonyl oder CONR7R8;
oder
R4 und R9 oder R4 und R10 oder R5 und R12 oder R5 und R13 bilden gemeinsam eine C2-C6-Alkandiyl-Kette, die ein- bis vierfach durch C1-C4-Alkyl substituiert sein kann und/oder durch Sauerstoff oder einen gegebenenfalls C1-C4-Alkyl substituierten Stickstoff unterbrochen sein kann;
R15 ein in 4-Stellung verknüpftes Pyrazol der Formel II
wobei
R16 C1-C6-Alkyl;
Z H oder SO2R17;
R17 C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl, Phenyl oder Phenyl, das partiell oder vollständig halogeniert ist und/oder eine bis drei der folgenden Gruppen trägt:
Nitro, Cyano, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Halogenalkyl,
C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Halogenalkoxy;
R18 Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl
bedeuten;
wobei X und Y nicht gleichzeitig für Sauerstoff oder Schwefel stehen; sowie deren landwirtschaftlich brauchbaren Salze.6. Process according to claims 1-3, characterized in that the resistance to compounds of the formula I it is increased
in which the variables have the following meanings:
R 1 , R 2 are hydrogen, nitro, halogen, cyano, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -haloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 1 -C 6 -haloalkoxy, C 1 -C 6 Alkylthio, C 1 -C 6 -haloalkylthio, C 1 -C 6 -alkylsulphinyl, C 1 -C 6 -haloalkylsulfinyl, C 1 -C 6 -alkylsulfonyl or C 1 -C 6 -haloalkylsulfonyl;
R 3 is hydrogen, halogen or C 1 -C 6 -alkyl;
R 4 , R 5 are hydrogen, halogen, cyano, nitro, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy-C 1 -C 4 -alkyl,
Di- (C 1 -C 4 alkoxy) C 1 -C 4 alkyl, di (C 1 -C 4 alkyl) -amino, C 1 -C 4 -alkyl, [2,2-di- (C 1 -C 4 -alkyl) hydrazino-1] -C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 6 -alkyliminooxy-
C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxycarbonyl-C 1 -C 4 -alkyl,
C 1 -C 4 -alkylthio-C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl,
C 1 -C 4 -cyanoalkyl, C 3 -C 8 -cycloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy,
C 1 -C 4 -alkoxy-C 2 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 -haloalkoxy, hydroxy, C 1 -C 4 -alkylcarbonyloxy, C 1 -C 4 -alkylthio, C 1 -C 4 -haloalkylthio, Di- (C 1 -C 4 -alkyl) amino, COR 6 , phenyl or benzyl, where the latter two substituents may be partially or fully halogenated and / or may carry one to three of the following groups:
Nitro, cyano, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxy or C 1 -C 4 -haloalkoxy;
or
R 4 and R 5 together form a C 2 -C 6 alkanediyl chain which may be substituted one to four times by C 1 -C 4 alkyl and / or substituted by oxygen or an optionally C 1 -C 4 alkyl Nitrogen can be interrupted;
or
R 4 and R 5 together with the associated carbon form a carbonyl or a thiocarbonyl group;
R 6 is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl,
C 1 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 -alkoxy-C 2 -C 4 -alkoxy,
C 1 -C 4 haloalkoxy, C 3 -C 6 alkenyloxy, C 3 -C 6 alkynyloxy or NR 7 R 8 ;
Hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl;
R 8 is C 1 -C 4 -alkyl;
XO, S, NR 9 , CO or CR 10 R 11 ;
YO, S, NR 12 , CO or CR 13 R 14 ;
R 9 , R 12 are hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl;
R 10 , R 11 , R 13 , R 14 are hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 4 -alkoxycarbonyl, C 1 -C 4 -haloalkoxycarbonyl or CONR 7 R 8 ;
or
R 4 and R 9 or R 4 and R 10 or R 5 and R 12 or R 5 and R 13 together form a C 2 -C 6 alkanediyl chain which is substituted one to four times by C 1 -C 4 alkyl may be interrupted and / or interrupted by oxygen or an optionally C 1 -C 4 alkyl-substituted nitrogen;
R 15 is a linked in the 4-position pyrazole of the formula II
in which
R 16 is C 1 -C 6 alkyl;
ZH or SO 2 R 17 ;
R 17 is C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, phenyl or phenyl which is partially or completely halogenated and / or carries one to three of the following groups:
Nitro, cyano, C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl,
C 1 -C 4 alkoxy or C 1 -C 4 haloalkoxy;
R 18 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl
mean;
where X and Y are not simultaneously oxygen or sulfur; and their agriculturally useful salts.
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