【技术实现步骤摘要】
对PPO抑制剂类除草剂具有耐受性的PPO多肽及应用
[0001]本专利技术涉及生物
，更具体地说，本专利技术涉及对PPO抑制剂类除草剂具有耐受性的PPO多肽及应用。
技术介绍
[0002]杂草是农业生产中影响作物产量的核心因素之一。除草剂是控制杂草的主要技术手段。美国杂草学会(weedscience.org)根据除草剂在植物体内作用靶位点的不同，将除草剂按作用机制分为28类。其中，第14组(Group 14；HRAC GROUP E)为抑制原卟啉原氧化酶(Protoporphyrinogen IX oxidase)的抑制剂(http://www.weedscience.org/)。
[0003]原卟啉原氧化酶(Protoporphyrinogen IX oxidase，PPOX，PPX或PPO；EC 1.3.3.4)是叶绿素和血红素合成通路中最后一个共同的酶。在有氧分子的条件下，原卟啉原氧化酶(PPO)催化原卟啉原(Protoporphyrinogen IX)转变为原卟啉(Protoporphyrin IX)。
[0004]在植物中，原卟啉原氧化酶PPO是除草剂的重要靶点，抑制植物体内的原卟啉原氧化酶将导致催化此反应的底物原卟啉原在细胞内的积累，细胞中的叶绿体和线粒体积累原卟啉原会导致原卟啉原被O2发生非酶促的氧化。在光照的条件下，原卟啉原的非酶氧化会产生单态氧。单态氧会导致细胞内膜系统中脂质的氧化，并导致这些内膜系统的氧化解体，从而杀伤植物细胞(Future Med Chem.2014Apr；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对PPO抑制剂类除草剂具有耐受性的PPO多肽或其生物活性片段，其特征在于，所述多肽含有基序“LLLNYI”，其中所述基序内第三位的亮氨酸L被任何其他氨基酸取代或第五位的酪氨酸Y被任何其他氨基酸取代。2.根据权利要求1所述的PPO多肽或其生物活性片段，其特征在于，所述“LLLNYI”基序内，第三位的亮氨酸L发生突变为丝氨酸S；或第三位的亮氨酸L发生突变为异亮氨酸I；或第三位的亮氨酸L发生突变为甘氨酸G；或第三位的亮氨酸L发生突变为苏氨酸T；或第三位的亮氨酸L发生突变为缬氨酸V；或第三位的亮氨酸L发生突变为色氨酸W；或第五位的酪氨酸Y发生突变为甲硫氨酸M；或第五位的酪氨酸Y发生突变为异亮氨酸I；或第五位的酪氨酸Y发生突变为亮氨酸L；或第五位的酪氨酸Y发生突变为缬氨酸V。3.根据权利要求1所述的PPO多肽或其生物活性片段，其特征在于，所述“LLLNYI”基序内，第三位的亮氨酸L被任何其他氨基酸取代且第五位的酪氨酸Y被任何其他氨基酸取代。4.根据权利要求3所述的PPO多肽或其生物活性片段，其特征在于，所述“LLLNYI”基序内，第三位的亮氨酸L发生突变为丝氨酸S且第五位的酪氨酸Y发生突变为异亮氨酸I；或第三位的亮氨酸L发生突变为苏氨酸T且第五位的酪氨酸Y发生突变为异亮氨酸I；或第三位的亮氨酸L发生突变为苏氨酸T且第五位的酪氨酸Y发生突变为缬氨酸V；或第三位的亮氨酸L发生突变为丝氨酸S且第五位的酪氨酸Y发生突变为缬氨酸V；或第三位的亮氨酸L发生突变为缬氨酸V且第五位的酪氨酸Y发生突变为亮氨酸L；或第三位的亮氨酸L发生突变为色氨酸W且第五位的酪氨酸Y发生突变为亮氨酸L。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的PPO多肽或其生物活性片段，其中所述多肽包含与SEQ ID NO:1
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19中的任一者所示的氨基酸序列具有至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％序列同一性的自由组合的氨基酸序列及其片段的变体，该变体包含权利要求1
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4任意一项中所定义的一个或多个氨基酸突变。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的PPO多肽或其生物活性片段，其中所述多肽具有SEQ ID NO:1
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19中的任一者所示的氨基酸序列，区别在于具有权利要求1
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4任意一项中所定义的一个或多个氨基酸突变。7.根据权利要求1
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6任意一项所述的PPO多肽或其生物活性片段，其氨基酸序列与野生型水稻PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:1所示的野生型水稻PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型玉米PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:2所示的野生型玉米PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型油菜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:3所示的野生型油菜PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型油菜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:4所示的野生型油菜PPO1
蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型花生PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:5所示的野生型花生PPO1蛋白氨基酸序列中的第445和447位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型花生PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:6所示的野生型花生PPO1蛋白氨基酸序列中的第439和441位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型大豆PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:7所示的野生型大豆PPO1蛋白氨基酸序列中的第430和432位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型高粱PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:8所示的野生型高粱PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型小麦PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:9、10或11所示的野生型小麦PPO1蛋白氨基酸序列中的第418和420位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型番茄PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:12所示的野生型番茄PPO1蛋白氨基酸序列中的第445和447位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型马铃薯PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:13所示的野生型马铃薯PPO1蛋白氨基酸序列中的第444和446位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型烟草PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:14所示的野生型烟草PPO1蛋白氨基酸序列中的第440和442位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型拟南芥PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:15所示的野生型拟南芥PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型陆地棉PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:16所示的野生型陆地棉PPO1蛋白氨基酸序列中的第426和428位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型萝卜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:17所示的野生型萝卜PPO1蛋白氨基酸序列中的第425和427位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型谷子PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:18所示的野生型谷子PPO1蛋白氨基酸序列中的第422和424位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变；或者，与野生型甘蓝PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:19所示的野生型甘蓝PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有一个或多个突变。8.根据权利要求7所述的PPO多肽或其生物活性片段，其氨基酸序列与野生型水稻PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:1所示的野生型水稻PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L423S、L423I、L423G、Y425M、Y425I和Y425V，优选地具有如下突变：L423S/Y425I；或者，与野生型玉米PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:2所示的野生型玉米PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L424T、L424S、L424V、Y424W、Y426V、Y426I和Y426L，优选地具有如下突变：L424T/Y426V、L424S/Y426V、L424V/Y426L、L424W/Y426L或L424S/Y426I；或者，
与野生型油菜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:3所示的野生型油菜PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L424S和Y426I，优选地具有如下突变：L424S/Y426I；或者，与野生型油菜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:4所示的野生型油菜PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L423S和Y425I，优选地具有如下突变：L423S/Y425I；或者，与野生型花生PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:5所示的野生型花生PPO1蛋白氨基酸序列中的第445和447位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L445S和Y447I，优选地具有如下突变：L445S/Y447I；或者，与野生型花生PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:6所示的野生型花生PPO1蛋白氨基酸序列中的第439和441位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L439S和Y441I，优选地具有如下突变：L439S/Y441I；或者，与野生型大豆PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:7所示的野生型大豆PPO1蛋白氨基酸序列中的第430和432位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L430S和Y432I，优选地具有如下突变：L430S/Y432I；或者，与野生型高粱PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:8所示的野生型高粱PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L423S和Y425I，优选地具有如下突变：L423S/Y425I；或者，与野生型小麦PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:9、10或11所示的野生型小麦PPO1蛋白氨基酸序列中的第418和420位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L418S和Y420I，优选地具有如下突变：L418S/Y420I；或者，与野生型番茄PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:12所示的野生型番茄PPO1蛋白氨基酸序列中的第445和447位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L445S和Y447I，优选地具有如下突变：L445S/Y447I；或者，与野生型马铃薯PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:13所示的野生型马铃薯PPO1蛋白氨基酸序列中的第444和446位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L444S和Y446I，优选地具有如下突变：L444S/Y446I；或者，与野生型烟草PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:14所示的野生型烟草PPO1蛋白氨基酸序列中的第440和442位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L440S和Y442I，优选地具有如下突变：L440S/Y442I；或者，与野生型拟南芥PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:15所示的野生型拟南芥PPO1蛋白氨基酸序列中的第423和425位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L423S和Y425I，优选地具有如下突变：L423S/Y425I；或者，与野生型陆地棉PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:16所示的野生型陆地棉PPO1蛋白氨基酸序列中的第426和428位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L426S和Y428I，优选地具有如下突变：L426S/Y428I；或者，与野生型萝卜PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:17所示的野生型萝卜PPO1蛋白氨基酸序列中的第425和427位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L425S和Y427I，优选地具有如下突变：L425S/Y427I；或者，
与野生型谷子PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:18所示的野生型谷子PPO1蛋白氨基酸序列中的第422和424位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L422S和Y424I，优选地具有如下突变：L422S/Y424I；或者，与野生型甘蓝PPO1的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID NO:19所示的野生型甘蓝PPO1蛋白氨基酸序列中的第424和426位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：L424S和Y426I，优选地具有如下突变：L424S/Y426I。9.根据权利要求8所述的PPO多肽或其生物活性片段，其中所述多肽具有SEQ ID NO:20
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48中的任一者所示的氨基酸序列。10.一种分离的多核苷酸，其包含选自下述的核酸序列：(1)编码权利要求1
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9任意一项所述的PPO多肽或其生物活性片段的核酸序列或其部分序列或其互补序列；(2)在严谨条件下与(1)所示序列杂交的核酸序列；和(3)因遗传密码的简并性而与(1)所示序列编码相同氨基酸序列的核酸序列，或其互补序列；所述的多核苷酸优选是DNA分子。11.一种植物基因组，其中包含如权利要求10所述的多核苷酸。12.一种载体构建体，其中包含如权利要求10所述的多核苷酸以及与之可操作连接的同源或非同源启动子。13.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫苏东，刘桂智，王蕾，侯琪琪，陈波，
申请(专利权)人：青岛清原化合物有限公司，
类型：发明
国别省市：
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