[發明專利]抗除草劑基因及其在轉基因農作物中的應用

有效

• 申請號: 201110237649.1
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102321640A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 沈志成;林朝陽;徐曉麗;李新蘭
• 申請（專利權）人: 杭州瑞豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/63;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，具體的說，本發明涉及抗煙嘧磺隆等除草劑的基因及其編碼的蛋白質。?

背景技術

農作物種植過程中需要防治雜草。如果農作物能夠獲得對一種廣譜除草劑的抗性能力，那么這種農作物的雜草就可以通過噴施廣譜除草劑進行防治，從而使農作物能夠正常生長而雜草被選擇性的殺滅。這種雜草防治方法簡單、高效，并且低成本。?

農作物可以通過基因工程獲得對除草劑的抗性。例如，植物可以通過轉基因表達農桿菌(Agrobacterium?tumefaciens?sp?CP4)的抗性5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)而獲得抗草甘膦的能力。這種抗草甘膦的農作物已在生產中引用(美國專利453590，4769061，5094945)。?

細胞色素P450是一個非常大的基因家屬。通常一種植物中的P450基因可以有200個以上。部分P450基因被發現能夠降解除草劑。例如一種動物的細胞色素P450基因P4507A1、酵母NADPH-細胞色素P450基因(Shiota?et?al.(1994)Plant?Physiol.106：17)以及其他一些細胞色素P450基因(例如Didierjean，L.et?al.(2002)Plant?Physiol.130：179-189；Morant，M.S.et?al.(2003)Opinion?in?Biotechnology?14：151-162)被用于獲得抗除草劑的轉基因植物。玉米中的一種P450基因被發現具有抗煙嘧磺隆等除草劑的能力(中國專利申請，200610155661；美國專利US?20080052798A1；2008/006891)。水稻種的細胞色素P450基因CYP81A6基因被發現具有抗苯達松和部分磺酰脲類除草劑(Pan?et?al，Plant?Mol?Biol，2006，61：933-943)。?

但是為了提高轉基因農作物的抗性水平和增加抗性基因的多樣性，生產應用中農作物仍然需要新的抗除草劑能力。新的抗除草劑基因在農作物改良中具有重要意義。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種抗除草劑基因、該基因編碼的抗除草劑蛋白質，及該基因的用途---獲得抗除草劑的轉基因植物。?

為了解決上述技術問題，本發明提供一種抗除草劑基因：1)其編碼的蛋白質的氨基?酸序列與SEQ?ID?NO：3具有至少82％以上的相同性；2)其編碼的蛋白質能夠導致對至少2種如下的除草劑產生抗性：乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑類除草劑、抗原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑類除草劑、對羥苯基丙酮酸鹽雙氧化酶(HPPD)抑制劑類除草劑、光系統II抑制型除草劑。注：為同時滿足以上2個條件。?

作為本發明的抗除草劑基因的改進：乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑類除草劑為磺酰脲類、咪唑啉酮類、三唑并嘧啶磺酰胺類或嘧啶水楊酸類；抗原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑類除草劑為二苯醚、乙羧氟草醚、乙氧氟草醚、氟磺胺草醚、丙炔氟草胺或氟烯草酸；對羥苯基丙酮酸鹽雙氧化酶(HPPD)抑制劑類除草劑為硝磺草酮、甲基磺草酮或異噁唑酮；光系統II抑制型除草劑為莠去津、綠麥隆(paraquat)或溴苯腈(bromoxynil)。?

作為本發明的抗除草劑基因的進一步改進：為SEQ?ID?NO：1或SEQ?ID?NO：2所述的核苷酸序列。?

本發明還同時提供了一種抗除草劑基因編碼的抗除草劑蛋白質：1)利用SEQ?ID?NO：2的部分或者全部序列通過蛋白質工程技術改造獲得；2)能夠對如下至少2種的除草劑產生抗性：乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑類除草劑、抗原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑類除草劑、對羥苯基丙酮酸鹽雙氧化酶(HPPD)抑制劑類除草劑、光系統II抑制型除草劑。注：為同時滿足以上2個條件。?

作為本發明的抗除草劑基因編碼的抗除草劑蛋白質的改進：該抗除草劑蛋白質的氨基酸序列為SEQ?ID?NO：3所示。?

本發明還同時提供了一種質粒載體：包含上述核苷酸序列。?

本發明還同時提供了一種用于植物轉化的重組質粒載體：將上述核苷酸序列和至少一個控制表達的多核苷酸功能性地連接。?

本發明還同時提供了上述抗除草劑基因的用途：通過轉基因獲得抗除草劑植物，或者作為植物轉基因的篩選基因。?