[發(fā)明專利]一種水稻EPSPS突變體及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611242510.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106636025B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳容;鄧龍群;盧遠(yuǎn)根;李玲;馮小容;胥南飛
• 申請（專利權(quán)）人: 四川天豫興禾生物科技有限公司
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 王闖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水稻EPSPS突變體及其編碼基因和應(yīng)用。

背景技術(shù)

草甘膦是目前世界上使用的最為廣泛的除草劑之一，至今已使用了近四十年。草甘膦抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)的活性。EPSPS在莽草酸途徑中催化PEP和shikimate-3-phosphate合成EPSP，最終合成芳香族氨基酸色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。草甘膦導(dǎo)致芳香族胺基酸合成受阻，進(jìn)而影響植物正常生長，終致死亡。

目前培育抗草甘膦品種的方法是應(yīng)用基因工程手段將來自細(xì)菌的抗草甘膦基因?qū)朕r(nóng)作物中，從而培育出轉(zhuǎn)基因抗草甘膦作物新品種。1996年開始推廣以來，種植面積迅速增加，至2015年，全球抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物種植面積已達(dá)1.5億公頃，占轉(zhuǎn)基因作物種植總面積的83％，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境帶來了巨大利益。

但是，目前農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最廣的抗草甘膦基因是來源于農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)CP4菌株的CP4EPSPS。雖然先后從微生物中發(fā)現(xiàn)了許多能抗草甘膦的EPSPS基因，但這些基因在農(nóng)作物中尚未得到廣泛應(yīng)用。這些微生物抗草甘膦基因在農(nóng)作物中的應(yīng)用是將這些基因如CP4EPSPS，用轉(zhuǎn)基因的方法在農(nóng)作物中表達(dá)。由此而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因作物雖然有相當(dāng)大的推廣面積，但由于反轉(zhuǎn)基因浪潮，轉(zhuǎn)基因作物在全世界的接受程度任然較低，即使在轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的美洲，轉(zhuǎn)基因也主要局限于玉米、大豆、棉花等幾個(gè)作物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水稻EPSPS突變體(即5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶突變體)，其來源水稻，具有草甘膦抗性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種編碼基因，其編碼上述的水稻EPSPS突變體。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種質(zhì)粒載體，其含有上述的編碼基因。

本發(fā)明的另一目的在于提供含有上述質(zhì)粒載體的重組菌或重組細(xì)胞。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述編碼基因在培育抗草甘膦植物中的應(yīng)用。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種水稻EPSPS突變體，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一種編碼基因，其編碼上述的EPSPS突變體。

一種質(zhì)粒載體，其含有上述的編碼基因。

含有上述質(zhì)粒載體的重組菌或重組細(xì)胞。

上述的編碼基因在培育抗草甘膦植物中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的一種水稻EPSPS突變體及其編碼基因和應(yīng)用有益效果是：

本發(fā)明提供的水稻EPSPS突變體，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，將其與野生型水稻EPSPS的氨基酸序列(SEQ ID NO.3)相比較，具有多個(gè)氨基酸殘基突變位點(diǎn)，分別是由N端至C端的第70位氨基酸殘基由A突變?yōu)镚、第111位氨基酸殘基由G突變?yōu)锳、第116位氨基酸殘基由P突變?yōu)镾、第152位氨基酸殘基由Q突變?yōu)镽、第213位氨基酸殘基由K突變?yōu)镽、第250位氨基酸殘基由K突變?yōu)镼、第252位氨基酸殘基由K突變?yōu)镋、以及第342位氨基酸殘基由V突變?yōu)锳，上述8個(gè)位點(diǎn)的突變結(jié)果使得該水稻EPSPS突變體具有草甘膦抗性，同時(shí)保持了自身的生物酶催化活性，轉(zhuǎn)化該水稻EPSPS突變體的植株或重組菌均能夠正常生長，且該水稻EPSPS突變體來源于水稻，其可應(yīng)用于培育抗草甘膦植物例如水稻、煙草、大豆、玉米、小麥、棉花和高粱等，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的pADV5-EPSPS載體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3提供的pBI121-EPSPS載體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的OsEM基因和OsE基因的部分序列對比結(jié)果圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4提供的轉(zhuǎn)OsEM基因和野生型OsE及CP4正對照在不同草甘膦濃度培養(yǎng)基上的生長情況；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例4提供的轉(zhuǎn)OsEM基因大豆植株的PCR檢測的凝膠電泳結(jié)果圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例5提供的轉(zhuǎn)OsEM基因陽性大豆植株經(jīng)第一次草甘膦處理后的第7天的生長狀況的照片圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例5提供的轉(zhuǎn)OsEM基因陽性大豆植株經(jīng)第二次草甘膦處理后的第14天的生長狀況的照片圖。