乙酰乳酸合成酶突變體及其應用制造技術

本發明專利技術公開了乙酰乳酸合成酶突變體及其應用。其中，與野生型乙酰乳酸合成酶相比，本發明專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體的Ala173和Trp542的至少之一具有突變。通過使植物表達本發明專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，能夠該植物具備除草劑抗性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及植物遺傳育種領域。具體地，本專利技術涉及乙酰乳酸合成酶突變體及其應用。更具體地，本專利技術涉及乙酰乳酸合成酶突變體、分離的核酸、表達盒、載體或細胞、獲得具有除草劑抗性的植物的方法以及由權利要求8或9所述方法獲得的植物的鑒定方法。
技術介紹
農田中雜草是影響農作物產量的最重要因素之一，而人工除草所需要消耗的人力資源和成本很高，而且不便于農業集約化生產，嚴重制約了農作物種植向高產、優質和低成本方向的發展進程。因此，除草劑就運應而生。然而，除草劑通常也能殺死農作物本身，因此對一般不具有除草劑抗性(耐受性)的農作物而言，除草劑的使用在時間和空間上受到了極大限制。為此，人們研究開發具有除草劑抗性(耐受性)的植物(農作物)，這樣可以在種植 期間使用除草劑，殺死雜草，但不影響植物本身的生長，由此拓寬了除草劑的使用范圍。然而，具有除草劑抗性的植物及其起決定性的物質(如蛋白、基因等)目前還沒有理論來定向設計出。因此，目前尋找使植物具有除草劑抗性的蛋白質并對其加以應用的方法仍有待改進。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種新的使植物具有除草劑抗性的蛋白質，以及將其應用于具有除草劑。為此，根據本專利技術的一個方面，本專利技術提出了一種乙酰乳酸合成酶突變體。根據本專利技術的實施例，與野生型乙酰乳酸合成酶相比，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體的Alal73和Trp542的至少之一具有突變。根據本專利技術的實施例，專利技術人分離到乙酰乳酸合成酶的新突變體，并分析確定了該突變體能夠使植物具備除草劑抗性，從而通過使植物表達本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，能夠該植物具備除草劑抗性。根據本專利技術的另一方面，本專利技術還提出了一種分離的核酸。根據本專利技術的實施例，該分離的核酸編碼前面所述的乙酰乳酸合成酶突變體。根據本專利技術的實施例，將本專利技術分離到的編碼乙酰乳酸合成酶突變體的核酸導入植物，使其表達前述本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，能夠使該植物具備除草劑抗性。根據本專利技術的又一方面，本專利技術還提出了一種表達盒、載體或細胞。根據本專利技術的實施例，該表達盒、載體或細胞包含前面所述的本專利技術的核酸。由此，利用本專利技術的表達盒和載體能夠有效地將本專利技術的編碼乙酰乳酸合成酶突變體的核酸導入植物，使該植物表達前述本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，從而使其具備除草劑抗性。此外，專利技術人發現，本專利技術的細胞能夠表達本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，具備除草劑抗性，經培養后能夠有效地成為具備除草劑抗性的植物。根據本專利技術的再一方面，本專利技術還提供了前面所述的乙酰乳酸合成酶突變體、核酸以及表達盒、載體或細胞，在獲得具有除草劑抗性的植物中的用途。根據本專利技術的實施例，如前所述，利用本專利技術的表達盒、載體及細胞能夠有效地獲得具備除草劑抗性的植物。根據本專利技術的又一方面，本專利技術還提供了一種獲得具有除草劑抗性的植物的方法。根據本專利技術的實施例，該方法通過下列途徑的至少之一實現(1)使植物包含本專利技術的編碼乙酰乳酸合成酶突變體的核酸；(2)使植物表達本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體。根據本專利技術的實施例，利用該方法能夠有效地獲得具備除草劑抗性的植物。根據本專利技術的另一方面，本專利技術還提出了一種由前面所述的獲得具有除草劑抗性的植物的方法而獲得的植物的鑒定方法。根據本專利技術的實施例，該方法包括如下步驟的至少之一 (I)測定所述植物是否包含本專利技術的編碼乙酰乳酸合成酶突變體的核酸；(2 )測定所述植物是否表達本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體。由此，利用該方法，能夠有效地鑒定通過本專利技術的獲得具有除草劑抗性的植物的方法而獲得的植物是否具備除草劑抗性。需要說明的是，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體及其應用，是本申請的專利技術人經過艱苦的創造性勞動和優化的工作而完成的。 本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I顯示了根據本專利技術一個實施例的2株玉米京21號乙酰乳酸合成酶突變植株。具體實施例方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。首先，需要說明的是，乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase, ALS),其酶分類編號為EC4，I. 3. 18。乙酰乳酸合成酶是支鏈氨基酸合成中的一個關鍵酶，如在纈氨酸和亮氨酸的合成中催化丙酮酸生成乙酰乳酸和二氧化碳，在異亮氨酸的合成中催化丙酮酸與丁酮酸生成2-乙醛基-2-羥基丁酸。目前，已經發現ALS突變蛋白在不同植物(包括玉米、小麥、水稻、油菜、和向日葵等)的同源蛋白的第122、155、197、205、574、653、和/或654等位點會產生突變，從而使得相應植物對咪唑啉酮類、磺酰脲類、三唑嘧啶類和嘧啶水楊酸類等除草劑產生抗性(可參見 Tan S，Evzns R R, Dahmer M L, et al. Imidazolinone-tolerant crops:History,current status and Future. Pest Management Science. 2005，61:246—257 ;Tan Sj EvznsR R，Dahmer M L，et al. Imidazolinone-tolerant crops:History，current status andFuture · Pest Management Science. 2005，61:246-257，通過參照將其全文并入本文)。然而，沒有報道表明，在來自玉米的ALS的第173或542位突變，會使得相應植物(尤其是玉米)具有除草劑抗性。然而，本專利技術的專利技術人從突變的玉米植株中發現并分離得到了在第173或542位具有突變的新的乙酰乳酸合成酶突變體，且發現這些突變能夠使植物具備除草劑抗性。乙酰乳酸合成酶突變體及其編碼核酸為此，根據本專利技術的一個方面，本專利技術提出了一種乙酰乳酸合成酶突變體。根據本專利技術的實施例，與野生型乙酰乳酸合成酶相比，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體的Alal73和Trp542的至少之一具有突變。根據本專利技術的實施例，專利技術人分離到乙酰乳酸合成酶的新突變體，并分析確定了該突變體能夠使植物具備除草劑抗性，從而通過使植物表達本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體，能夠使該植物具備除草劑抗性。目前，以抑制ALS為靶位的除草劑包括磺酰脲類、咪唑啉酮類、嘧啶并三唑類、水楊酸嘧啶類等除草劑。專利技術人發現，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體能夠使植物對上述除草劑均具備抗性。根據本專利技術的實施例，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體能夠使植物具備良好的咪唑啉酮類除草劑抗性，尤其是咪草煙抗性。其中咪草煙的化學名稱為(RS)5-乙基-2- (4-異丙基-4-甲基-5-氧代-3-咪唑啉-2-基)煙酸，CAS號為81335_77_5。 根據本專利技術的實施例，本專利技術的乙酰乳酸合成酶突變體的Alal73和Trp542突變的突變類型不受特別限制。根據本專利技術的一些具體示例，與野生型乙酰乳酸合成酶相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種乙酰乳酸合成酶突變體，其特征在于，與野生型乙酰乳酸合成酶相比，所述乙酰乳酸合成酶突變體的Ala173和Trp542的至少之一具有突變。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃拔嚴，石久英，
申請(專利權)人：北京興博雅生物技術有限公司，
類型：發明
國別省市：