除草劑耐受性蛋白質、其編碼基因及用途制造技術

本發明專利技術涉及一種除草劑耐受性蛋白質、其編碼基因及用途，所述蛋白質具有SEQ?ID?NO:2所示的氨基酸序列組成的蛋白質。本發明專利技術除草劑耐受性蛋白質特別適合在植物中表達，尤其定位于葉綠體中表達，可以增強對麥草畏除草劑的耐受性，且應用前景廣。

【技術實現步驟摘要】
除草劑耐受性蛋白質、其編碼基因及用途
本專利技術涉及一種除草劑耐受性蛋白質、其編碼基因及用途，特別是涉及一種對除草劑麥草畏具有耐受性的蛋白質、其編碼基因及用途。
技術介紹
雜草可以迅速耗盡土壤中作物和其它目的植物所需要的有價值的養分。盡管目前可以得到耐受除草劑草甘膦、草丁膦、2,4-D和其它除草劑處理的轉基因植物，但是還存在空白區域，如所控制的雜草范圍、開發額外的除草劑耐受性作物等。此外，耐受上述除草劑的雜草的出現(盡管通常是局部的和可變的)造成了對額外或備選的雜草控制措施的需要。已經證明耐受除草劑性狀在商業上是有價值的，因此需要增加耐受其它除草劑的植物和管理難以控制的雜草種類的選項，以避免過度依賴任何單一除草劑，尤其需要針對環境友好的并且在控制雜草方面高度有效的除草劑而開發除草劑耐受性。麥草畏是有效且環境友好的除草劑之一，其已經被農民使用40多年了，麥草畏可用于控制玉米、高粱、小米、牧草、干草、牧場、甘蔗、蘆筍、草皮和草籽作物中一年生和多年生闊葉雜草和幾種窄葉雜草；與此同時，麥草畏可以傷害許多商業作物和雙子葉植物，如大豆、棉花、豌豆、馬鈴薯、向日葵和油菜，上述作物/植物對于低水平的麥草畏都是特別敏感的。盡管如此，麥草畏在控制雜草生長中仍然是有效的，并且是重要的。已報道從嗜麥芽假單胞菌(Pseudomonasmaltophilia)分離了編碼麥草畏單加氧酶(DMO)的基因，其為鐵氧還蛋白依賴型并賦予對麥草畏的耐受性。DMO參與將除草劑麥草畏(3,6-二氯-鄰-茴香酸)轉化為無毒的3,6-二氯水楊酸(DCSA)，表達DMO基因的植物具有對麥草畏的耐受性。由于目前發現的麥草畏耐受型基因均及其相似，所以需要更多新型的麥草畏耐受型基因以避免過度依賴一種麥草畏耐受型基因，使麥草畏-麥草畏耐受型作物在商業上具有更廣闊的應用空間。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種除草劑耐受性蛋白質、其編碼基因及用途，本專利技術旨在提供一種新的DMT66基因，所述DMT66蛋白在植物中對麥草畏除草劑具有較高的耐受性。為實現上述目的，本專利技術提供了一種蛋白質，具有SEQIDNO:2所示的氨基酸序列組成的蛋白質。為實現上述目的，本專利技術提供了一種基因，包括：(a)編碼所述蛋白質的核苷酸序列；或(b)在嚴格條件下與(a)限定的核苷酸序列互補的核苷酸序列；或(c)具有SEQIDNO:3所示的核苷酸序列；或(d)具有SEQIDNO:14所示的核苷酸序列。所述嚴格條件可為在6×SSC(檸檬酸鈉)、0.5％SDS(十二烷基硫酸鈉)溶液中，在65℃下雜交，然后用2×SSC、0.1％SDS和1×SSC、0.1％SDS各洗膜1次。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種組合蛋白，包括至少由第一核苷酸序列和第二核苷酸序列編碼，所述第一核苷酸序列編碼所述蛋白質。進一步地，所述第二核苷酸序列編碼甲基四氫葉酸還原酶、甲酰四氫葉酸脫甲酰酶和/或次甲基環化酶。更進一步地，所述甲基四氫葉酸還原酶具有SEQIDNO:4所示的氨基酸序列，所述甲酰四氫葉酸脫甲酰酶具有SEQIDNO:6所示的氨基酸序列，所述次甲基環化酶具有SEQIDNO:8所示的氨基酸序列。優選地，所述第二核苷酸序列具有SEQIDNO:5、SEQIDNO:7和/或SEQIDNO:9所示的核苷酸序列。具體地，編碼所述組合蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:26所示的核苷酸序列。更具體地，編碼所述組合蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種表達盒，包含在有效連接的調控序列調控下的所述基因或編碼所述組合蛋白的核苷酸序列。進一步地，所述調控序列為葉綠體轉運肽，所述葉綠體轉運肽與所述基因有效連接。優選地，所述葉綠體轉運肽的核苷酸序列具有SEQIDNO:16所示的核苷酸序列。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種包含所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒的重組載體。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種增加耐受除草劑范圍的方法，包括：將所述蛋白質、所述組合蛋白或所述表達盒編碼的蛋白質在植物中與至少一種不同于所述蛋白質、所述組合蛋白或所述表達盒編碼的蛋白質的第二種蛋白質一起表達。進一步地，所述第二種蛋白質為草甘膦耐受性蛋白質、草銨膦耐受性蛋白質、α酮戊二酸雙加氧酶、4-羥苯基丙酮酸雙加氧酶、乙酰乳酸合酶、細胞色素類蛋白質或原卟啉原氧化酶。在本專利技術中，DMT66除草劑耐受性蛋白質在一種轉基因植物中的表達可以伴隨著一個或多個草甘膦耐受性蛋白質和/或草銨膦耐受性蛋白質的表達。這種超過一種的除草劑耐受性蛋白質在同一株轉基因植物中共同表達可以通過遺傳工程使植物包含并表達所需的基因來實現。另外，一種植物(第1親本)可以通過遺傳工程操作表達DMT66除草劑耐受性蛋白質，第二種植物(第2親本)可以通過遺傳工程操作表達草甘膦耐受性蛋白質和/或草銨膦耐受性蛋白質。通過第1親本和第2親本雜交獲得表達引入第1親本和第2親本的所有基因的后代植物。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種選擇轉化的植物細胞的方法，包括：用所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒轉化多個植物細胞，并在允許表達所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒的轉化細胞生長，而殺死未轉化細胞或抑制未轉化細胞生長的除草劑濃度下培養所述細胞，所述除草劑為麥草畏。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種控制雜草的方法，包括：對種植植物的大田施用有效劑量的麥草畏除草劑，所述植物包含所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列、所述表達盒或所述重組載體。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種保護植物免受由除草劑引起的損傷的方法，包括：將所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列、所述表達盒或所述重組載體導入植物，使導入后的植物產生足夠保護其免受麥草畏損害量的除草劑耐受性蛋白質。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種賦予植物麥草畏除草劑耐受性的方法，包括：將所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列、所述表達盒或所述重組載體導入植物。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種控制草甘膦耐性植物的大田中草甘膦耐受性雜草的方法，包括：對種植草甘膦耐受性植物的大田施用有效劑量的麥草畏，所述草甘膦耐受性植物包含所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列、所述表達盒或所述重組載體。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種產生麥草畏耐受性植物的方法，包括向所述植物的基因組中引入所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒，以產生麥草畏耐受性植物。具體地，所述產生麥草畏耐受性植物的方法包括：通過將親本植物自交或與第二種植物雜交而產生麥草畏耐受性植物，所述親本植物和/或第二種植物包含所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒，所述麥草畏耐受性植物遺傳了來自所述親本植物和/或第二種植物的所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒。為實現上述目的，本專利技術還提供了一種培養對麥草畏除草劑具有耐受性的植物的方法，包括：種植至少一粒植物種子，所述植物種子的基因組中包括所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒；使所述植物種子長成植株；用有效劑量麥草畏除草劑噴灑所述植株，收獲與其他不具有所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒的植株相比具有減弱的植物損傷的植株。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蛋白質，其特征在于，具有SEQ?ID?NO:2所示的氨基酸序列組成的蛋白質。

【技術特征摘要】
1.一種蛋白質，其特征在于，如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列組成的蛋白質。2.一種基因，其特征在于，包括：(a)編碼權利要求1所述蛋白質的核苷酸序列；或(b)在嚴格條件下與(a)限定的核苷酸序列完全互補的核苷酸序列；或(c)如SEQIDNO:3所示的核苷酸序列；或(d)如SEQIDNO:14所示的核苷酸序列。3.一種組合蛋白，其特征在于，包括至少由第一核苷酸序列和第二核苷酸序列編碼，所述第一核苷酸序列編碼權利要求1所述蛋白質，所述第二核苷酸序列編碼甲基四氫葉酸還原酶、甲酰四氫葉酸脫甲酰酶和/或次甲基環化酶。4.根據權利要求3所述組合蛋白，其特征在于，所述甲基四氫葉酸還原酶具有SEQIDNO:4所示的氨基酸序列，所述甲酰四氫葉酸脫甲酰酶具有SEQIDNO:6所示的氨基酸序列，所述次甲基環化酶具有SEQIDNO:8所示的氨基酸序列。5.根據權利要求4所述組合蛋白，其特征在于，所述第二核苷酸序列具有SEQIDNO:5、SEQIDNO:7和/或SEQIDNO:9所示的核苷酸序列。6.根據權利要求5所述組合蛋白，其特征在于，編碼所述組合蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:26所示的核苷酸序列。7.根據權利要求6所述組合蛋白，其特征在于，編碼所述組合蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。8.一種表達盒，其特征在于，包含在有效連接的調控序列調控下的權利要求2所述基因或編碼權利要求3-7任一項所述組合蛋白的核苷酸序列。9.根據權利要求8所述表達盒，其特征在于，所述調控序列為葉綠體轉運肽，所述葉綠體轉運肽與權利要求2所述基因有效連接。10.根據權利要求9所述表達盒，其特征在于，所述葉綠體轉運肽的核苷酸序列具有SEQIDNO:16所示的核苷酸序列。11.一種包含權利要求2所述基因、編碼權利要求3-7任一項所述組合蛋白的核苷酸序列或權利要求8-10任一項所述表達盒的重組載體。12.一種增加耐受除草劑范圍的方法，其特征在于，包括：將權利要求1所述蛋白質、權利要求3-7任一項所述組合蛋白或權利要求8-10任一項所述表達盒編碼的蛋白質在植物中與至少一種不同于權利要求1所述蛋白質、權利要求3-7任一項所述組合蛋白或權利要求8-10任一項編碼的蛋白質的第二種蛋白質一起表達，所述第二種蛋白質為草甘膦耐受性蛋白質、草銨膦耐受性蛋白質、α酮戊二酸雙加氧酶、4-羥苯基丙酮酸雙加氧酶、乙酰乳酸合酶、細胞色素類蛋白質或原卟啉原氧化酶。13.一種選擇轉化的植物細胞的方法，其特征在于，包括：用權利要求2所述基因、編碼權利要求3-7任一項所述組合蛋白的核苷酸序列或權利要求8-10任一項所述表達盒轉化多個植物細胞，并在允許表達所述基因、編碼所述組合蛋白的核苷酸序列或所述表達盒的轉化細胞生長，而殺死未轉化細胞或抑制未轉化細胞生長的除草劑濃度下培養所述細胞，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何健，姚利，賈興軍，謝香庭，吳業春，陶青，丁德榮，
申請(專利權)人：北京大北農科技集團股份有限公司生物技術中心，南京農業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11