Nuevo gen de resistencia a los herbicidas.

Método para controlar al menos una mala hierba en una zona, en el que dicha zona comprende al menos unaplanta transgénica,

comprendiendo dicha planta transgénica un polinucleótido aislado que codifica una proteína quedegrada enzimáticamente un herbicida seleccionado de entre el grupo constituido por un herbicida fenoxi auxina yun herbicida ariloxifenoxipropionato, en el que dicho polinucleótido se hibrida en condiciones restrictivas con elcomplemento completo de una molécula de ácido nucleico que codifica la SEC ID nº 9, en el que dicha plantaexpresa dicho nucleótido y produce dicha proteína, en el que dicho método comprende la aplicación de dichoherbicida en dicha zona.

Nuevo gen de resistencia a los herbicidas.

Antecedentes de la invención Las malas hierbas pueden agotar rapidamente los nutrientes valiosos para el suelo necesarios para los cultivos y otras plantas deseadas. Existen muchos tipos diferentes de herbicidas utilizados actualmente para el control de las malas hierbas. Un herbicida muy popular es el gliofosfato. 0iversos cultivos como el maiz, soja, canola, algodon, remolacha azucarera, trigo, arroz y cesped, han sido desarrollados para convertirlos en resistentes al glifosato. Asi, por ejemplo, es posible sembrar los campos con maiz resistente al glifosato para mantener a raya las malas hierbas sin causar daros importantes a las plantas de maiz.

A mediados de los aros 90, debido a las tecnicas de ingenieria genetica surgieron los cultivos tolerantes al glifosato (GTC) : con ellos los cultivadores tuvieron a su disposicion una herramienta sencilla, comoda, flexible y asequible para controlar una amplia gama de malas hierbas latifolias y gramineas, nunca vista en agricultura. Los productores adoptaron rapidamente los GTC y, en muchos casos, abandonaron muchas de las mejores practicas agronomicas como la rotacion de cultivos, la rotacion en el mecanismo de accion del herbicida, el uso de mezclas en tanque y la incorporacion del control mecanico al control de las malas hierbas por medios quimicos y culturales. En la actualidad, en Estados Unidos y en otros paises del hemisferio occidental se pueden adquirir variedades comerciales tolerantes al glifosato de soja, algodon, maiz y canola, y otros cultivos GTC (trigo, arroz, remolacha azucarera, cesped, etc.) permanecen sin comercializar a la espera de ganar aceptacion en el mercado mundial. Muchas otras especies resistentes al glifosato se encuentran en fase de experimentacion o desarrollo (entre otras,

alfalfa, cara de azucar, girasol, remolachas, guisantes, zanahoria, pepino, lechuga, cebolla, fresa, tomate y tabaco; especies forestales como el chopo y el arbol del ambar; y especies de horticultura ornamental como tagetes, petunias y begonias. Vease el sitio web isb.vt.edu/cfdocs/fieldtests1.cfm, 2005) . Por si todo esto no bastara, el coste del glifosato ha disminuido drasticamente en los ultimos aros, hasta el punto de que son muy pocos los programas convencionales para el control de las malas hierbas que pueden competir en precio y rendimiento con los sistemas de GTC basados en el glifosato. El glifosato es utilizado con exito desde hace mas de 15 aros en el desherbado quimico de los campos y en otras aplicaciones no agricolas como medio de control total de la vegetacion. En muchos casos, como sucede con los GTC, ha sido utilizado 1-3 veces al aro durante 3, 5, 10 y hasta 15 aros seguidos. Tal proceder ha propiciado una excesiva dependencia del glifosato y de la tecnologia de GTC que ha generado una gran presion selectiva en la flora arvense autoctona en favor de las plantas que de forma natural son mas tolerantes a el o que han logrado desarrollar un mecanismo de resistencia a su accion herbicida. El uso generalizado de los programas de control de malas hierbas basados exclusivamente en el glifosato esta provocando la seleccion de variedades resistentes al mismo y facilitando la propagacion de las malezas que son mas tolerantes que la mayoria de las especies diana; en otras palabras, esta generando cambios en la flora arvense. (Ng et al., 2003; Simarmata et al., 2003; Lorraine-Colwill et al., 2003; Sfiligoj, 2004; Miller et al., 2003; Heap, 2005; Murphy et al., 2002; Martin et al., 2002) . Con todo, a pesar del amplio uso del glifosato en todo el mundo durante mas de 15 aros, hasta el momento son contadas las malas hierbas en las que se ha detectado resistencia (Heap,

2005) ; la mayoria de casos se han descubierto durante los ultimos 3-5 aros. Entre las malas hierbas resistentes se encuentran tanto gramineas como latifolias: Lolium rigidum, Lolium multiflorum, Eleusine indica, Ambrosia artemisiifolia, Conyza canadensis, Conyza bonariensis y Plantago lanceolata. Asimismo, malezas que no habian supuesto problema alguno hasta el uso generalizado de los GTC estan adquiriendo cada vez mas prevalencia y resultan mas dificiles de controlar en el contexto de los GTC, que abarca mas del 80% de la superficie cultivada de algodon y soja en Estados Unidos y mas del 20% de la superficie dedicada al maiz en ese mismo pais (Gianessi, 2005) . Tales cambios en la flora arvense ataren predominantemente, aunque no en exclusiva, a especies latifolias de dificil control como por ejemplo Ipomoea, Amaranthus, Chenopodium, Taraxacum y Commelina. En aquellas zonas donde los cultivadores se enfrentan a malas hierbas resistentes al glifosato o a un cambio en la 55 flora arvense favorable a las especies de mas dificil control, es posible compensar la perdida de eficacia del glifosato mezclandolo en el tanque o alternandolo con otros herbicidas capaces de controlar las malas hierbas "descarriadas". Un compatible en tanque eficaz y muy utilizado para el control de las latifolias recalcitrantes es el acido 2, 4diclorofenoxiacetico (2, 4-0) . El 2, 4-0 se emplea desde hace mas de 60 aros en agricultura y en otras disciplinas como herbicida de amplio espectro contra las malas hierbas latifolias y, a pesar de que se han descrito casos esporadicos de tolerancia, sigue siendo uno de los herbicidas mas utilizados en el mundo. No obstante, una desventaja que limita su uso es su escasa selectividad en cultivos de dicotiledoneas como la soja o el algodon, motivo por el cual no suele aplicarse a cultivos de dicotiledoneas sensibles, ni siquiera en las proximidades de los mismos. Por otra parte, su empleo en los cultivos de cereales se ve limitado por la naturaleza de los daros que puede ocasionar. La combinacion de 2, 4-0 y glifosato ha sido utilizada como un potente tratamiento de desherbado 65 quimico antes de la siembra sin laboreo de la soja y el algodon, aunque debido a la sensibilidad de ambas dicotiledoneas al 2, 4-0, este tipo de tratamientos debe ser aplicado al menos entre 14 y 30 dias antes de la plantacion (Agriliance, 2003) .

El 2, 4-0 pertenece a los herbicidas derivados del acido fenoxi, como MCPA, mecoprop y diclorprop. Ha sido utilizado en muchos cultivos de monocotiledoneas (maiz, trigo y arroz, entre otros) para el control selectivo de las malas hierbas de hoja ancha sin darar gravemente a las plantas del cultivo. El 2, 4-0 es un derivado auxinico sintetico que actua desregulando la homeostasis normal entre la celula y las hormonas e impide un crecimiento equilibrado y controlado; su mecanismo de accion no se conoce con exactitud.

El 2, 4-0 presenta diferentes grados de selectividad en ciertas plantas, de tal modo que las dicotiledoneas son mas sensibles a el que las gramineas. Las diferencias en el metabolismo del 2, 4-0 entre plantas distintas explican en parte los grados de selectividad. En general, las plantas lo metabolizan lentamente, de modo que las diferencias observadas en la respuesta de las plantas al mismo probablemente puedan explicarse por la actividad sobre el o los sitios diana ( (SSA, 2002) . La metabolizacion del 2, 4-0 en la planta suele acaecer en dos fases: hidroxilacion seguida de la conjugacion con aminoacidos o glucosa ( (SSA, 2002) .

Con el paso del tiempo, los microbios del suelo han desarrollado una via alternativa y eficaz para degradar el 2, 4-0, lo que desemboca en la completa mineralizacion de este xenobiotico. Las reiteradas aplicaciones del herbicida seleccionan a los microbios que son capaces de emplearlo como fuente de carbono para crecer, atributo que les confiere una ventaja competitiva en el suelo. Por esta razon, actualmente el 2, 4-0 se formula para tener una vida media relativamente breve en el suelo, sin que se hayan detectado efectos residuales destacables en los cultivos ulteriores. Ello supone una ventaja aradida a su accion herbicida.

Un microorganismo ampliamente estudiado por su capacidad para degradar el 2, 4-0 es Ralstonia eutropha (Streber et al., 1987) . El gen que codifica a la responsable de la primera reaccion enzimatica en la via de mineralizacion del 2, 4-0 es el tfdA. Vease la patente US n° 6.153.401 y el N.° de entrada M16730 del Genbank. El tfdA cataliza la transformacion del acido 2, 4-0 en diclorofenol (0CP) a traves de una reaccion mediada por una dioxigenasa dependiente de a-cetoglutarato (Smejkal et al., 2001) . El 0CP posee una escasa actividad herbicida en comparacion con el 2, 4-0. El gen tfdA se ha insertado en dicotiledoneas sensibles (por ejemplo, algodon y tabaco) para crear plantas transgenicas resistentes al 2, 4-0 (Streber et al. (1989) , Lyon et al. (1989) , Lyon (1993) y patente US n° 5.608.147) .

En el medio ambiente se ha identificado un gran numero de genes de tipo tfdA que codifican proteinas capaces de degradar el 2, 4-0 y que figuran depositados en la base de datos Genbank. Muchos... [Seguir leyendo]

1. Metodo para controlar al menos una mala hierba en una zona, en el que dicha zona comprende al menos una planta transgenica, comprendiendo dicha planta transgenica un polinucleotido aislado que codifica una proteina que degrada enzimaticamente un herbicida seleccionado de entre el grupo constituido por un herbicida fenoxi auxina y un herbicida ariloxifenoxipropionato, en el que dicho polinucleotido se hibrida en condiciones restrictivas con el complemento completo de una molecula de acido nucleico que codifica la SEC I0 n° 9, en el que dicha planta expresa dicho nucleotido y produce dicha proteina, en el que dicho metodo comprende la aplicacion de dicho herbicida en dicha zona.

2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metodo incluye la aplicacion de dicho herbicida a dicha planta.

3. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho herbicida es un herbicida fenoxi auxina, preferentemente un herbicida 2, 4-0.

4. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho herbicida comprende la estructura quimica siguiente

o una sal de la misma.

5. Metodo segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas dicha planta uno o varios otros genes de resistencia a herbicida.

6. Metodo segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas dicha planta una caracteristica de tolerancia al glifosato y una caracteristica de tolerancia al glufosinato, y comprendiendo dicho metodo la aplicacion de 2, 4-0, glifosato y glufosinato a dicha zona.

7. Metodo segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas dicha planta un gen de tolerancia al dicamba, y comprendiendo dicho metodo la aplicacion de dicamba a dicha zona.

8. Metodo segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas dicha planta un gen de tolerancia a un herbicida que es un inhibidor de la acetolactato sintasa.

9. Metodo segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas dicha planta un gen de tolerancia al glufosinato.

10. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicha planta es una planta de maiz.

11. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho herbicida se aplica en la presiembra, preemergencia y/o posemergencia de dicha planta.

12. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metodo comprende la plantacion de una semilla en dicha zona, y dejar que dicha semilla se convierta en dicha planta.

13. Metodo segun la reivindicacion 12, en el que dicha aplicacion se lleva a cabo en la preemergencia de dicha planta.

14. Metodo de la reivindicacion 1, comprendiendo dicha proteina la secuencia de aminoacidos de la SEC I0 n° 9 o una variante de la misma en el que dicha variante presenta una actividad dioxigenasa dependiente de alfacetoglutarato, al menos una delecion de aminoacido o una sustitucion conservadora, y al menos una identidad de secuencia de 95% con la SEC I0 n° 9.

15. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dichas malas hierbas resistentes al glifosfato son controladas en un campo de plantas de cultivo tolerantes al glifosfato.

16. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicha zona es un campo y dicho metodo comprende la aplicacion de dicho herbicida en dicho campo y la plantacion de una semilla en dicho campo en el plazo de 14 dias desde la aplicacion de dicho herbicida, y dejar a dicha semilla convertirse en dicha planta transgenica.

17. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metodo comprende la aplicacion de un herbicida original a dicha zona.

18. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho metodo comprende la aplicacion de uno o mas herbicidas a dicha zona, preferiblemente de modo secuencial y/o de una mezcla en tanque o simultaneamente.

19. Metodo para controlar al menos una mala hierba en un campo, en el que dicho campo contiene al menos a una

planta que comprende un polinucleotido aislado que codifica una proteina que degrada enzimaticamente un herbicida seleccionado de entre el grupo constituido por una fenoxi auxina y un ariloxifenoxipropionato, en el que dicha molecula de acido nucleico que codifica dicha proteina se hibrida en condiciones restrictivas con el complemento completo de una secuencia especificada por la SEC I0 n° 5 y en el que dicho polinucleotido esta ligado operativamente a un promotor que es funcional en una celula vegetal, en el que el metodo comprende la aplicacion de una combinacion de herbicidas a dichos campos.

20. Metodo segun la reivindicacion 19, en el que dicha combinacion de herbicidas comprende 2, 4-0.