除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途制造技术

本发明专利技术涉及一种除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途，所述除草剂耐受性蛋白质包括：(a)具有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQ ID NO:1第176位具有丙氨酸替换和/或第178位具有缬氨酸替换；或(b)具有SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(c)具有SEQ ID NO:5所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(d)具有SEQ ID NO:7所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(e)在(a)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)衍生的蛋白质。本发明专利技术所述除草剂耐受性蛋白质在植物上应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途
本专利技术涉及一种除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途，特别是涉及一种对磺酰脲类除草剂具有耐受性的蛋白质、其编码基因及用途。
技术介绍
杂草可以迅速耗尽土壤中作物和其它目的植物所需要的有价值的养分。目前有许多类型的除草剂用于控制杂草，一种特别流行的除草剂是草甘膦。已经开发了对草甘膦具有抗性的作物，如玉米、大豆、棉花、甜菜、小麦和水稻等。因此可以对种植草甘膦抗性作物的田地喷洒草甘膦以控制杂草而不显著损害作物。草甘膦已经在全球广泛使用超过20年，由此导致对草甘膦和草甘膦耐受性作物技术的过度依赖，并在野生杂草物种中对草甘膦天然更具耐受性或已经发展出抗草甘膦活性的植物施加了高选择压。已报道有少数杂草已发展出对草甘膦的抗性，包括阔叶杂草和禾本科杂草，如瑞士黑麦草、多花黑麦草、牛筋草、豚草、小飞蓬、野塘蒿和长叶车前。此外，在广泛使用草甘膦耐受性作物之前并不是农业问题的杂草也逐渐盛行，并且难于用草甘膦耐受性作物控制，这些杂草主要与(但不仅与)难于控制的阔叶杂草一起出现，如苋属、藜属、蒲公英属和鸭跖草科物种。在草甘膦抗性杂草或难于控制的杂草物种的地区，种植者可以通过罐混或换用能控制遗漏杂草的其它除草剂来弥补草甘膦的弱点，如磺酰脲类除草剂。磺酰脲类除草剂已经成为继有机磷、乙酰胺类除草剂后的第三大除草剂，全球年销售额达到30亿美元以上，我国磺酰脲类除草剂每年的应用面积已超过200万公顷，并仍呈扩大的趋势。随着草甘膦抗性杂草的出现和磺酰脲类除草剂的扩大应用，需要更多能够降解磺酰脲类除草剂的基因并将其输入对磺酰脲类除草剂敏感的目的植物中以增加该植物对磺酰脲类除草剂的耐受性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途，所述除草剂耐受性蛋白质能够较好的降解磺酰脲类除草剂，并使得转入所述除草剂耐受性蛋白质编码基因的植物对磺酰脲类除草剂具有较高的耐受性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种除草剂耐受性蛋白质，包括：(a)具有SEQIDNO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:1第176位具有丙氨酸替换和/或第178位具有缬氨酸替换；或(b)具有SEQIDNO:19所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:19第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(c)具有SEQIDNO:35所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:35第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(d)具有SEQIDNO:51所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:19第131位具有丙氨酸替换和/或第133位具有缬氨酸替换；或(e)在(a)-(d)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)-(d)衍生的蛋白质。进一步地，所述除草剂耐受性蛋白质包括：(f)(a)中的氨基酸序列在SEQIDNO:1第80位还具有精氨酸替换和/或第81位具有丙氨酸替换和/或第182位具有精氨酸替换；或(g)(b)中的氨基酸序列在SEQIDNO:19第44位还具有精氨酸替换和/或第45位具有丙氨酸替换和/或第146位具有精氨酸替换；或(h)(c)中的氨基酸序列在SEQIDNO:35第44位还具有精氨酸替换和/或第45位具有丙氨酸替换和/或第146位具有精氨酸替换；或(i)(d)中的氨基酸序列在SEQIDNO:51第35位还具有精氨酸替换和/或第36位具有丙氨酸替换和/或第137位具有精氨酸替换；或(j)在(f)-(i)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)-(d)衍生的蛋白质。更进一步地，所述除草剂耐受性蛋白质包括：(k)具有SEQIDNO:7、SEQIDNO:11或SEQIDNO:15所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(l)具有SEQIDNO:23、SEQIDNO:27或SEQIDNO:31所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(m)具有SEQIDNO:39、SEQIDNO:43或SEQIDNO:47所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(n)具有SEQIDNO:55、SEQIDNO:59或SEQIDNO:63所示的氨基酸序列组成的蛋白质。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种除草剂耐受性基因，包括：(p)编码权利要求1-3任一项所述除草剂耐受性蛋白质的核苷酸序列；或(q)具有SEQIDNO:8、9、10、12、13、14、16、17或18所示的核苷酸序列；或(r)具有SEQIDNO:24、25、26、28、29、30、32、33或34所示的核苷酸序列；或(s)具有SEQIDNO:40、41、42、44、45、46、48、49或50所示的核苷酸序列。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种表达盒，其特征在于，包含在有效连接的调控序列调控下的所述除草剂耐受性基因。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种包含所述除草剂耐受性基因或所述表达盒的重组载体。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种产生除草剂耐受性蛋白质的方法，包括：获得包含所述除草剂耐受性基因或所述表达盒的转基因宿主生物的细胞；在允许产生除草剂耐受性蛋白质的条件下培养所述转基因宿主生物的细胞；回收所述除草剂耐受性蛋白质。进一步地，所述转基因宿主生物包括植物、动物、细菌、酵母、杆状病毒、线虫或藻类。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种增加耐受除草剂范围的方法，其特征在于，包括：将所述除草剂耐受性蛋白质或所述表达盒编码的除草剂耐受性蛋白质在植物中与至少一种不同于所述除草剂耐受性蛋白质或所述表达盒编码的除草剂耐受性蛋白质的第二种蛋白质一起表达。进一步地，所述第二种蛋白质为5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶、草甘膦氧化还原酶、草甘膦-N-乙酰转移酶、草甘膦脱羧酶、草铵膦乙酰转移酶、α酮戊二酸依赖性双加氧酶、麦草畏单加氧酶、4-羟苯基丙酮酸双加氧酶、乙酰乳酸合酶、细胞色素类蛋白质和/或原卟啉原氧化酶。本专利技术所述除草剂耐受性蛋白质在一种转基因植物中的表达可以伴随着一个或多个其它除草剂(如草甘膦或草铵膦)耐受性蛋白质的表达。这种超过一种的除草剂耐受性蛋白质在同一株转基因植物中共同表达可以通过遗传工程使植物包含并表达所需的基因来实现。另外，一种植物(第1亲本)可以通过遗传工程操作表达本专利技术所述除草剂耐受性蛋白质，第二种植物(第2亲本)可以通过遗传工程操作表达其它除草剂(如草甘膦或草铵膦)耐受性蛋白质。通过第1亲本和第2亲本杂交获得表达引入第1亲本和第2亲本的所有基因的后代植物。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种选择转化的植物细胞的方法，包括：用所述除草剂耐受性基因或所述表达盒转化多个植物细胞，并在允许表达所述除草剂耐受性基因或所述表达盒的转化细胞生长，而杀死未转化细胞或抑制未转化细胞生长的除草剂浓度下培养所述细胞，所述除草剂为磺酰脲类除草剂。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种控制杂草的方法，包括：对种植目的植物的大田施用有效剂量的磺酰脲类除草剂，所述植物包含所述除草剂耐受性基因或所述表达盒。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种用于保护植物免受由磺酰脲类除草剂引起的损伤的方法，包括：将所述除草剂耐受性基因或所述表达盒或所述重组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除草剂耐受性蛋白质，其特征在于，包括：(a)具有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQ ID NO:1第176位具有丙氨酸替换和/或第178位具有缬氨酸替换；或(b)具有SEQ ID NO:19所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQ ID NO:19第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(c)具有SEQ ID NO:35所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQ ID NO:35第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(d)具有SEQ ID NO:51所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQ ID NO:19第131位具有丙氨酸替换和/或第133位具有缬氨酸替换；或(e)在(a)‑(d)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)‑(d)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种除草剂耐受性蛋白质，其特征在于，包括：(a)具有SEQIDNO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:1第176位具有丙氨酸替换和/或第178位具有缬氨酸替换；或(b)具有SEQIDNO:19所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:19第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(c)具有SEQIDNO:35所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:35第140位具有丙氨酸替换和/或第142位具有缬氨酸替换；或(d)具有SEQIDNO:51所示的氨基酸序列组成的蛋白质，且至少在SEQIDNO:19第131位具有丙氨酸替换和/或第133位具有缬氨酸替换；或(e)在(a)-(d)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)-(d)衍生的蛋白质。2.根据权利要求1所述除草剂耐受性蛋白质，其特征在于，所述除草剂耐受性蛋白质包括：(f)(a)中的氨基酸序列在SEQIDNO:1第80位还具有精氨酸替换和/或第81位具有丙氨酸替换和/或第182位具有精氨酸替换；或(g)(b)中的氨基酸序列在SEQIDNO:19第44位还具有精氨酸替换和/或第45位具有丙氨酸替换和/或第146位具有精氨酸替换；或(h)(c)中的氨基酸序列在SEQIDNO:35第44位还具有精氨酸替换和/或第45位具有丙氨酸替换和/或第146位具有精氨酸替换；或(i)(d)中的氨基酸序列在SEQIDNO:51第35位还具有精氨酸替换和/或第36位具有丙氨酸替换和/或第137位具有缬氨酸替换；或(j)在(f)-(i)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有噻吩磺隆水解酶活性的由(a)-(d)衍生的蛋白质。3.根据权利要求1或2所述除草剂耐受性蛋白质，其特征在于，所述除草剂耐受性蛋白质包括：(k)具有SEQIDNO:7、SEQIDNO:11或SEQIDNO:15所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(l)具有SEQIDNO:23、SEQIDNO:27或SEQIDNO:31所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(m)具有SEQIDNO:39、SEQIDNO:43或SEQIDNO:47所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(n)具有SEQIDNO:55、SEQIDNO:59或SEQIDNO:63所示的氨基酸序列组成的蛋白质。4.一种除草剂耐受性基因，其特征在于，包括：(p)编码权利要求1-3任一项所述除草剂耐受性蛋白质的核苷酸序列；或(q)具有SEQIDNO:8、9、10、12、13、14、16、17或18所示的核苷酸序列；或(r)具有SEQIDNO:24、25、26、28、29、30、32、33或34所示的核苷酸序列；或(s)具有SEQIDNO:40、41、42、44、45、46、48、49或50所示的核苷酸序列。5.一种表达盒，其特征在于，包含在有效连接的调控序列调控下的权利要求4所述除草剂耐受性基因。6.一种包含权利要求4所述除草剂耐受性基因或权利要求5所述表达盒的重组载体。7.一种产生除草剂耐受性蛋白质的方法，其特征在于，包括：获得包含权利要求4所述除草剂耐受性基因或权利要求5所述表达盒的转基因宿主生物的细胞；在允许产生除草剂耐受性蛋白质的条件下培养所述转基因宿主生物的细胞；回收所述除草剂耐受性蛋白质。8.根据权利要求7所述产生除草剂耐受性蛋白质的方法，其特征在于，所述转基因宿主生物包括植物、动物、细菌、酵母、杆状病毒、线虫或藻类。9.一种增加耐受除草剂范围的方法，其特征在于，包括：将权利要求1-3任一项所述除草剂耐受性蛋白质或权利要求5所述表达盒编码的除草剂耐受性蛋白质在植物中与至少一种不同于权利要求1-3任一项所述除草剂耐受性蛋白质或权利要求5所述表达盒编码的除草剂耐受性蛋白质的第二种蛋白质一起表达。10.根据权利要求9所述增加耐受除草剂范围的方法，其特征在于，所述第二种蛋白质为5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶、草甘膦氧化还原酶、草甘膦-N-乙酰转移酶、草甘膦脱羧酶、草铵膦乙酰转移酶、α酮戊二酸依赖性双加氧酶、麦草畏单加氧酶、4-羟苯基丙酮酸双加氧酶、乙酰乳酸合酶、细胞色素类蛋白质和/或原卟啉原氧化酶。11.一种选择转化的植物细胞的方法，其特征在于，包括：用权利要求4所述除草剂耐受性基因或权利要求5所述表达盒转化多个植物细胞，并在允许表达所述除草剂耐受性基因或所述表达盒的转化细胞生长，而杀死未转化细胞或抑制未转化细胞生长的除草剂浓度下培养所述细胞，所述除草剂为磺酰脲类除草剂。12.一种控制杂草的方法，其特征在于，包括：对种植目的植物的大田施用有效剂量的磺酰脲类除草剂，所述植物包含权利要求4所述除草剂耐受性基因或权利要求5所述表达盒。13.一种用于保护植物免受由磺酰脲类除草剂引起的损伤的方法，其特征在于，包括：将权利要求4所述除草剂耐受性基因或权利要求5所述表达盒或权利要求6所述重组载体导入植物，使导入后的植物产生足够保护其免受磺酰脲类除草剂损害量的除草剂耐受性蛋白质。14.一种控制草甘膦耐受性植物的大田中草甘膦抗性杂草的方法，其特征在于，包括：对种植草甘膦...

【专利技术属性】
技术研发人员：何健，刘斌，彭乾，陶青，肖翔，鲍晓明，
申请(专利权)人：北京大北农生物技术有限公司，南京农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11