[發明專利]DTX6突變基因及其在抗除草劑敵草快中的應用

在審

• 申請號: 202110888233.X
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113717981A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 葛曉春;趙明明;王文靜;呂澤玉
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46;A01H6/82;A01H6/54
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明公開了一種DTX6突變基因及其在抗除草劑敵草快中的應用。DTX6突變基因包括由DTX6基因所編碼的蛋白質第311位甘氨酸變為天冬氨酸所致的DTX6(G311D)和由DTX6基因所編碼的蛋白質第311位甘氨酸變為谷氨酸所致的DTX6(G311E)；其在擬南芥中過量表達，均能夠增強宿主對敵草快的耐受性。在含有敵草快的培養基上與未轉突變基因的對照相比，過表達DTX6(G311D)或DTX6(G311E)的轉基因株系能夠生存并長大，非轉基因的對照植物無法生長而死亡。該基因能夠增強植物應對除草劑敵草快脅迫的能力，降低農作物在敵草快處理下的產量損失，可用于培植抗敵草快的轉基因農作物。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及擬南芥DTX6突變基因及其應用。

背景技術

田間雜草對農作物生長造成很大危害，由于雜草生長速度快，與農作物爭奪營養、水分及陽光，會降低作物長勢，并使得其產量下降。傳統的人工除草耗費大量的人力，與現代社會人口生育率下降、農業規模化、集約化的發展趨勢背道而馳，因此摒棄傳統的除草方式，利用農業機械噴灑除草劑，抑制雜草生長，符合農業大規模化、機械化的要求。

培植抗除草劑的作物，可使得除草劑能用于作物生長的全程，只需要定期噴灑除草劑，田間雜草就會被殺死，而作物則因為帶有抗性而不受影響。育成抗除草劑作物的關鍵在于尋找合適的抗除草劑基因。優先選擇的對象是那些帶有抗除草劑能力但不影響植物正常生長及結實的基因，將它們轉入農作物體內，就可育成抗除草劑的作物。目前我國市場上進口的大豆幾乎都為抗除草劑大豆，轉基因大豆已占領世界大豆市場的90%以上，但是我國具有自主知識產權的抗除草劑基因種類少，急需找到新的抗除草劑基因，以滿足日益擴大的育種需求。

敵草快（diquat），分子式為C₁₂H₁₂N₂Br₂，分子量為344.05，是一種使用極其廣泛的廣譜接觸性非選擇性除草劑 (Haley,1979)。在光照情況下，它能夠接受葉綠體PSⅠ中的電子并傳遞給分子氧，導致體內產生活潑的過氧化氫，從而造成嚴重的氧化脅迫 (Bonneh-Barkay et al.,2005)。敵草快被廣泛應用于果園、茶園以及其它農作物的田間除草，極大促進了農耕業的發展；它還可以作為種子植物的干燥劑；也可作為催枯劑用于馬鈴薯、棉花、大豆、玉米、高粱、亞麻、向日葵，當作物趨近于成熟時，噴施敵草快可使得殘余的綠色部分和雜草迅速枯干，從而提早收割，種子損失較少。

敵草快與曾經廣泛使用的除草劑百草枯同屬吡啶類除草劑，在中性pH條件下，易水解而帶正電。敵草快對人體的毒性比百草枯低，除草能力相差無幾，在百草枯被禁用的情況下，敵草快成為最有希望取代百草枯的除草劑，目前許多國家都擴大了敵草快的生產，以取代百草枯所留下的市場空白。敵草快與百草枯，草甘膦，草銨膦一起，被稱為四大滅生性除草劑，它的作用特別迅速，主要殺傷植物綠色部分，莖葉處理后，往往1-2小時內，植物便產生十分明顯的受害癥狀，但是它接觸土壤后，可以被土壤膠體吸附而鈍化，在土壤中無殘留活性，因此對環境安全，也不會影響下一茬植物的種植。