PLANTAS RESISTENTES A LOS INSECTOS Y METODOS PARA LA PRODUCCION DE LAS MISMAS.

Una secuencia de DNA que comprende una región codificante que codifica una proteína Cry1Ab modificada que comprende la secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO:

Plantas resistentes a los insectos y métodos para la producción de las mismas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una secuencia de DNA que codifica una proteína Cry1Ab modificada que tiene actividad insecticida. La invención se refiere adicionalmente a un método para producir plantas resistentes a los insectos por introducción en el genoma de las plantas de un DNA extraño que comprende dicha secuencia codificante cry1Ab modificada. La invención se refiere adicionalmente a plantas o partes de las mismas que comprenden en su genoma la secuencia codificante cry1Ab modificada de la presente invención.

Técnica anterior

La bacteria Gram-positiva del suelo Bacillus thuringiensis es bien conocida por su producción de proteínas o delta-endotoxinas, que son tóxicas para una diversidad de larvas de lepidópteros, coleópteros, y dípteros. Se ha demostrado que diferentes cepas de B. thuringiensis producen diferentes proteínas insecticidas cristalinas, que son específicamente tóxicas para ciertas especies de insectos (revisado por Höfte y Whiteley, 1989; Schnepf et al., 1998).

La toxicidad específica de las toxinas insecticidas producidas por B. thuringiensis para insectos diana y su carencia de toxicidad para plantas y otros organismos ha hecho que composiciones que comprenden diferentes cepas de Bt sean el producto de elección para el control biológico de plagas agrícolas de insectos. Varios de los genes que codifican las proteínas cristalinas han sido clonados y sus secuencias de DNA han sido determinadas (Höfte y Whiteley, 1989; Crickmore et al., 1995). Esto ha conducido a la modificación por ingeniería genética de genes modificados que codifican delta-endotoxinas y al desarrollo de plantas que expresan estos genes de delta-endotoxina que las hacen resistentes a los insectos.

La familia de genes cry1 codifica las proteínas cristalinas CryI que son fundamentalmente activas contra plagas de lepidópteros. La forma de pro-toxina de las delta-endotoxinas CryI está constituida por una parte de pro-toxina C-terminal que no es tóxica y se cree es importante para la formación del cristal (Arvidson et al., 1989). La mitad amino de la protoxina comprende el segmento de toxina activo de la proteína CryI. Se han identificado ulteriormente diferentes dominios en la toxina activa que están implicados en distintos aspectos del efecto de toxicidad (Grochulski et al., 1995). Sin embargo, estas funciones parecen ser dependientes de la delta-endotoxina examinada.

Se han realizado esfuerzos significativos en la modificación de los genes cry1 a fin de mejorar los niveles de expresión en plantas reteniendo al mismo tiempo al menos su toxicidad para los insectos diana. La modificación de los genes cryIAb y cryIAc para eliminar las señales supuestas de poliadenilación en las plantas y los motivos de inestabilidad (sin alterar las secuencias de aminoácidos codificadas) dio como resultado una resistencia incrementada de las plantas transformadas con estas secuencias (van der Salm et al., 1994). Modificaciones del gen cry1Ab han sido descritas en los documentos US 6320100, US 6180774 y US 6114608. US 5500365 describe el modo en que la modificación en la región 240 de la región codificante de a, gen cry1Ab a fin de eliminar señales supuestas de plantas tiene una importancia significativa para aumentar los niveles de expresión y con ello la toxicidad de la toxina Cry en las plantas.

La presente invención se refiere a una nueva proteína CryIAb modificada y secuencias de DNA que codifican esta proteína que pueden utilizarse para modificar por ingeniería genética la resistencia a los insectos en las plantas. De modo más particular, se encontró que esta secuencia modificada, a pesar de tener una región nativa 240, asegura una expresión suficientemente alta en las células de las plantas para conferir resistencia a los insectos a la planta o tejido de la planta en que se expresa.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a una secuencia codificante cryIAb modificada, que codifica la (sic) en donde la proteína CryIAb modificada de SEQ ID NO: 1, que es una proteína insecticida en la cual la secuencia de DNA que codifica la secuencia CryIAb modificada comprende la secuencia de SEQ ID NO: 2.

La invención se refiere adicionalmente a genes quiméricos que comprenden la secuencia de DNA cryIAb modificada de la presente invención bajo el control de un promotor expresable en plantas.

La invención se refiere adicionalmente a vectores recombinantes que comprenden los genes quiméricos de la invención y a la producción de plantas transgénicas utilizando estos vectores recombinantes.

La invención se refiere adicionalmente a plantas y células, semillas o tejidos de las mismas, que comprenden en su genoma un DNA extraño que comprende la secuencia de DNA cryIAb modificada de la presente invención bajo el control de un promotor expresable en plantas, a fin de proteger dichas plantas contra insectos lepidópteros. La invención se refiere también a un método para modificar por ingeniería genética la resistencia de las plantas a los insectos, a fin de proteger dichas plantas contra insectos lepidópteros por introducción mediante transformación, en el genoma de la planta, de un DNA extraño que comprende la secuencia codificante cry1Ab modificada de la presente invención bajo el control de un promotor expresable en plantas.

De acuerdo con una realización particular de la presente invención, la secuencia codificante Cry1Ab modificada es particularmente adecuada para modificar por ingeniería genética la resistencia a los insectos en cosechas agrícolas tales como maíz y algodón. De modo muy particular, la expresión de la proteína Cry1Ab modificada confiere resistencia a las plagas de lepidópteros de estas plantas. De modo más particular, estas plagas incluyen, pero sin carácter limitante, plagas importantes de lepidópteros del maíz, el algodón y el arroz, tales como Ostrinia nubilalis (perforador del maíz europeo o ECB), Sesamia nonagrioides (perforador Mediterráneo del tallo), Sesamia inferens (perforador rosa del tallo), Helicoverpa zea (oruga de las mazorcas del maíz, oruga de las cápsulas del algodón), Helicoverpa armigera (oruga del algodón americano), Heliothis virescens (oruga de los brotes del tabaco), Scirpophaga incertulas (perforador amarillo de los tallos) y Cnaphalocrocis medinalis (doblador de las hojas del arroz). Se proporciona también en esta memoria el uso del gen quimérico anterior para obtener plantas resistentes a los insectos.

Descripción detallada

El término "gen" como se utiliza en esta memoria hace referencia a cualquier secuencia de DNA que comprende varios fragmentos de DNA enlazados operativamente tales como una región promotora, una región 5' no traducida (la 5'UTR), una región codificante, y una región 3' no traducida (3'UTR) que comprende un sitio de poliadenilación. Un gen puede incluir fragmentos adicionales de DNA tales como, por ejemplo, intrones. Si bien se requieren una región promotora y una región codificante en un gen utilizado para transformación de plantas en la presente invención, la 3'UTR que comprende un sitio de poliadenilación no precisa estar presente en el gen transferido propiamente dicho, sino que puede recuperarse en la secuencia de DNA de la planta aguas arriba después de la inserción de un gen que no contenga una 3'UTR que comprenda un sitio de poliadenilación.

El término "quimérico", cuando se refiere a un gen o secuencia de DNA, se utiliza para hacer referencia al hecho de que el gen o la secuencia de DNA comprende al menos dos fragmentos de DNA funcionalmente relevantes (tales como promotor, 5'UTR, región codificante, 3'UTR, intrón) que no están asociados naturalmente uno con otro y/o proceden, por ejemplo, de fuentes diferentes. "Extraño", haciendo referencia a un gen o secuencia de DNA con respecto a una especie de planta se utiliza para indicar que el gen o la secuencia de DNA no se encuentra naturalmente en dicha planta, o no se encuentra naturalmente en dicho locus genético en dicha planta. El término "DNA extraño" se utilizará en esta memoria para hacer referencia a una secuencia de DNA que se ha incorporado en el genoma de una planta como resultado de transformación.

Un genoma de una planta, tejido de planta o célula de planta, como se utiliza en esta memoria, hace referencia a cualquier material genético en la planta, tejido de la planta o célula de la planta,...

1. Una secuencia de DNA que comprende una región codificante que codifica una proteína Cry1Ab modificada que comprende la secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO: 2.

2. Un gen quimérico que comprende la secuencia de DNA de la reivindicación 1 bajo control de un promotor expresable en plantas.

3. Un vector recombinante que comprende el gen quimérico de la reivindicación 2.

4. Una célula de planta transgénica que comprende el gen quimérico de la reivindicación 2.

5. Una planta transgénica que comprende la célula de planta de la reivindicación 4.

6. La planta transgénica de la reivindicación 5, que se selecciona de maíz, algodón, o arroz.

7. Una semilla de la planta de la reivindicación 6, que comprende la secuencia de DNA de SEQ ID NO: 2.

8. Un método para modificar por ingeniería genética la resistencia a los insectos en una planta, a fin de proteger dicha planta contra plagas de insectos lepidópteros, que comprende introducir por transformación en el genoma de dicha planta el gen quimérico de la reivindicación 2.

9. El método de la reivindicación 8, en el cual dichas plagas de insectos se seleccionan del grupo del Perforador del Maíz Europeo, Sesamia nonagrioides, la oruga de las cápsulas del algodón, la oruga de los brotes del tabaco, el perforador amarillo de los tallos, el perforador rosa de los tallos, y el doblador de las hojas del arroz.

10. Uso del gen quimérico de la reivindicación 2 para obtener plantas resistentes a los insectos.