[發明專利]一種非轉基因抗除草劑油菜基因及其應用

在審

• 申請號: 201911014516.0
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110628783A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 胡茂龍;浦惠明;龍衛華;高建芹;張潔夫;郭月;彭琦;陳鋒;周曉嬰;張維;王曉東
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/11;C12Q1/6895;C12Q1/6858
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 王艷

本發明公開了一種非轉基因抗除草劑油菜突變型基因，所述突變型基因僅在BnALS1基因片段的第1696位堿基由G突變為T。本發明還公開了含有所述突變型基因編碼的突變蛋白以及用于擴增所述突變型基因片段的等位特異性引物對。本發明還公開了一種檢測非轉基因抗除草劑油菜基因的方法。含有本發明BnALS1突變型基因的油菜PN19在3?4葉期施用按每畝用量4g有效成份的芐嘧磺隆除草劑噴施菜苗后，植株仍能正常生長結實，而野生型油菜用相同濃度處理3周后則表現為整株死亡。

技術領域

本發明涉及植物抗除草劑分子育種領域，具體地，涉及一種非轉基因抗除草劑油菜基因及其應用。

背景技術

草害是油菜生產主要生物災害，也是制約我國油菜輕簡化栽培和機械化生產的重要因素之一。化學除草是防控田間草害的有效手段，歐美發達國家早在上世紀就通過種植轉基因或非轉基因抗除草劑油菜實施草害化學防控，但目前我國轉基因油菜品種尚未批準商業化種植，非轉基因抗除草劑油菜品種還未進入大面積生產，這就導致我國油菜化除面積非常有限，嚴重阻礙了我國油菜向機械化、輕簡化、高效化生產轉變的步伐。

以草甘膦為代表的轉基因抗除草劑大豆、玉米、油菜的培育和推廣明顯提高了農田除草效率，取得了巨大的經濟和社會效益。但其發展也受到諸多因素的限制，如生態安全性、高昂的監管審批費用和國際貿易因素等。相反，通過傳統雜交育種、人工誘變(化學誘變或輻射誘變)、組織培養等培育的非轉基因抗除草劑作物，由于不含轉基因成分，更容易被大眾接受，推廣面臨的政府審批程序也相對簡單。例如，20世紀80年代，加拿大Guelph大學科研人員用栽培油菜品種Tower與抗三氮苯類除草劑的野生油菜進行雜交，并進行多次回交，選育出芥酸與硫代葡萄糖苷含量低的、高抗三氮苯類除草劑油菜新品種阿特爾(ATR)，并于1984年在加拿大推廣種植。這是利用非轉基因方法育成的第一個抗除草劑作物品種的著名例證。由于我國轉基因油菜品種尚未允許注冊種植，開發非轉基因抗除草劑油菜種質(基因)，培育抗性品種是我國實現油菜田間雜草化學防控的有效手段。

當前，在非轉基因抗除草劑作物品種選育及推廣應用中，最為成功的就是以ALS(乙酰乳酸合酶)基因為靶標，經過誘變和選擇，開發得到的抗咪唑啉酮類除草劑作物。目前己成功選育出抗咪唑啉酮類除草劑作物有玉米、水稻、小麥和向日葵等登記上市。非轉基因的抗咪唑啉酮類油菜主要在加拿大、澳大利亞推廣種植，但由于咪唑啉酮類除草劑具有土壤殘留期長和后茬敏感作物的安全性問題，使該類除草劑僅能在我國東北大豆產區使用，在長江流域多熟制冬油菜區未能登記使用。因此，非轉基因的抗咪唑啉酮類除草劑油菜品種不能在我國油菜主產區種植。

長江流域冬油菜區是我國油菜生產的主產區，種植面積和總產均占全國90％以上，在我國油菜生產中處于主導地位。創制適合該區域的新型非轉基因抗除草劑油菜基因對我國油菜田雜草防控具有十分重要意義。芐嘧磺隆是廣泛用于長江流域的選擇性內吸傳導型除草劑，屬于ALS類除草劑，主要用于水稻、小麥田間防除莎草和闊葉雜草。除草劑被雜草根和葉片吸收轉移到各部位后，能有效防除豬殃殃、繁縷、碎米薺、播娘蒿、薺菜、大巢菜、藜、稻槎菜等闊葉雜草，通常在雜草2-3葉期、土壤潮濕時使用。而上述闊葉雜草如豬殃殃、繁縷、碎米薺、播娘蒿等都是長江流域冬油菜區主要田間雜草，但由于芐嘧磺隆對油菜具有強烈的生長抑制作用，油菜生產不能應用該種除草劑。創制抗性基因，選育抗芐嘧磺隆的油菜品種，可有效解決這一難題，同時也是防除油菜田雙子葉闊葉雜草的經濟有效途徑。本發明人通過長期而艱苦的研究實踐，多年、多點應用芐嘧磺隆除草劑對油菜EMS誘變的突變體庫進行大規模篩選，從中發現了一株抗芐嘧磺隆除草劑種質。通過對靶基因的克隆獲得了抗芐嘧磺隆基因，該基因是油菜內源基因ALS新的突變型，屬于非轉基因抗除草劑油菜基因，在我國油菜生產上具有很高的利用價值。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供了一種非轉基因抗除草劑油菜突變型基因。

本發明還要解決的技術問題是提供了含有所述突變型基因編碼的突變蛋白。