本发明专利技术涉及真核表达和植物基因工程领域，具体涉及一种稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23及其应用，该基因EcGST23的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明专利技术验证了基因EcGST23在稗草对噁唑酰草胺抗药性的功能，为抗性稗草的治理提供了理论依据。本发明专利技术将稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23导入玉米，转基因玉米的抗药表型得到显著提高，表明基因EcGST23可用于提高作物抗药性。表明基因EcGST23可用于提高作物抗药性。
【技术实现步骤摘要】
稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23及其应用
[0001]本专利技术涉及真核表达和植物基因工程领域，具体涉及一种稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23及其应用。
技术介绍
[0002]水稻(Oryza sativa L.)是人类重要的粮食作物之一，全球50％以上的人口以水稻为主食。2021年我国的水稻种植面积约为三千万公顷，产量约为2.14亿吨(www.fao.org)。在水稻生长的各个阶段，杂草是其最主要的生物制约因素，导致了严重的经济损失(Chauhan2010)。稗草(Echinochloa crus
‑
galli L.)是稻田危害最严重的恶性杂草之一，主要对其进行化学防治，随着除草剂大量不合理使用，稗草已对多种除草剂产生抗性(Wilson 2014，董立尧2018)。抗性稗草的发生以及稗草抗性程度的逐年增大，严重威胁了我国粮食安全，因此探究稗草抗药基因对抗性稗草的科学治理和水稻的安全生产具有重要意义。
[0003]GST作为植物体内参与除草剂解毒代谢的三大酶类之一，是细胞代谢中P450酶下游起作用的关键II期解毒酶，其可以催化除草剂或除草剂初级代谢物与GSH形成共轭复合物，生成无毒或低毒的次生代谢产物，减少除草剂对植物体的损伤。GST于20世纪70年代首次在玉米中被发现参与除草剂的偶联反应，通过谷胱甘肽与阿特拉津的共轭反应从而对玉米体内的阿特拉津进行解毒代谢(Shimabukuro 1970)。许多报道表明GST参与植物对除草剂的解毒代谢，如在烟草中过表达大豆GmGSTU4基因可以提高植株对甲草胺和二苯醚类除草剂的抗性(Benekos et al 2010)，在二穗短柄草中过表达菵草GSTU17和GT73C1基因可以提高植株对甲基二磺隆和精噁唑禾草灵的抗性(李伟2018)。此外，研究发现水稻GSTU3和GSTU4蛋白可催化GSH与氯乙酰苯胺类除草剂(甲草胺和乙草胺)具有较大的结合活性，表明GST在水稻对氯乙酰苯胺类除草剂的解毒代谢过程中起着重要作用(Lee 2011，Jo 2011)。因此，深入研究GST在植物中的解毒代谢功能，对作物的安全生产和抗性杂草的管理具有重要的意义。
[0004]目前，稗草对噁唑酰草胺的代谢抗性机制尚不清楚，无法制定抗性稗草治理措施；因此，明确哪条GST基因参与了稗草对噁唑酰草胺的抗药性至关重要。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23及其应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所设计的技术方案如下：
[0007]本专利技术所涉及一种稗草抗噁唑酰草胺蛋白EcGST23，其氨基酸序列为：
[0008](1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或
[0009](2)与序列SEQ ID No.2限定的氨基酸序列同源性在95
‑
100％编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。
[0010](3)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(1)衍生的蛋白。
[0011]本专利技术利用数据库中的参考序列和反转录PCR技术相结合，获得了稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23全长为672bp的CDS序列，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。该基因编码的蛋白共有223个氨基酸，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。
[0012]应该明确的是，本领域技术人员可根据本专利技术公开的氨基酸序列，在不影响其蛋白生物活性的前提下，对其实施取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸，蛋白质序列比对同源性在90％以上，所得到所述蛋白的突变体序列。因此，本专利技术还包括对SEQ ID No.2所示氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸，得到的高同源性且具有生物活性的衍生蛋白。
[0013]本专利技术包括编码上述所述蛋白的核苷酸序列。
[0014]此外，应当理解，鉴于密码子兼并性及物种具有密码子偏好性的特点，本领域技术人员，可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。
[0015]编码上述稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。该基因编码的蛋白共有223个氨基酸，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。
[0016]本专利技术的基因和蛋白质可以从稗草中克隆或分离得到，或者通过序列化学合成的方法得到。
[0017]本专利技术还提供了一种用于获得上述基因EcGST23的引物对，所述引物对为：
[0018]引物F：5
’‑
ATGGCAGACAAGGGCGTG
‑3’
，
[0019]引物R：5
’‑
CTGCGCGGAGAGCAGCTG
‑3’
。
[0020]本专利技术还提供了一种稗草EcGST23真核表达载体，所述稗草EcGST23真核表达载体为含有权利要求2所述EcGST23基因的真核表达载体，即命名为pBacPAK8
‑
EcGST23，其中，所述真核表达载体为：pBacPAK8。
[0021]本专利技术还提供了一种玉米EcGST23过表达载体，所述玉米EcGST23过表达载体为含有权利要求2所述EcGST23基因的过表达载体，即命名为pEGOEPubi
‑
B
‑
EcGST23
‑
GFP，其中，所述过表达载体为：pEGOEPubi
‑
B
‑
GFP。
[0022]本专利技术还提供了一种含有上述稗草EcGST23真核表达载体的宿主细胞，所述宿主细胞为Sf9细胞。
[0023]下述各项之一在提高稗草抗药性中的应用，其中，
[0024](1)上述的基因EcGST23；
[0025](2)上述的稗草EcGST23真核表达载体；
[0026](3)上述的玉米EcGST23过表达载体；
[0027](4)上述的宿主细胞。
[0028]下述各项之一在培养抗药性新品种中的应用，其中，
[0029](1)上述的基因EcGST23；
[0030](2)上述的稗草EcGST23真核表达载体；
[0031](3)上述的玉米EcGST23过表达载体；
[0032](4)上述的宿主细胞。
[0033]作为优选方案，所述新品种为稗草或玉米。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035]1.本专利技术验证了稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23在稗草对噁唑酰草胺抗药性的功能，为抗性稗草的治理提供了理论依据。
[0036]2.本专利技术将稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23导入玉米，转基因玉米的抗药表型得到显著提高，表明基因EcGST23可用于提高作物抗药性。
附图说明
[0037]图1为真核表达载体双酶切验证电泳图，
[0038]图中，M为Marker，泳道1为pBac本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种稗草抗噁唑酰草胺蛋白EcGST23，其氨基酸序列为：(1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(2)与序列SEQ ID No.2限定的氨基酸序列同源性在95
‑
100％编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。(3)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(1)衍生的蛋白。2.一种编码权利要求1所述蛋白EcGST23的稗草抗噁唑酰草胺基因EcGST23，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。3.一种用于获得权利要求2所述抗噁唑酰草胺基因EcGST23的引物对，其特征在于：所述引物对为：引物F：5
’‑
ATGGCAGACAAGGGCGTG
‑3’
，引物R：5
’‑
CTGCGCGGAGAGCAGCTG
‑3’
。4.一种稗草EcGST23真核表达载体，其特征在于：所述稗草EcGST23真核表达载体为含有权利要求2所述基因EcGST23的真核表达载体，即命名为pBacPAK8
‑
EcGST23，其中，所述真核表达...
【专利技术属性】
技术研发人员：马洪菊，汪磊，冯唐奇，马康生，何顺，万虎，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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