用于抗草甘膦除草剂基因的叶绿体转运肽及其应用制造技术

本发明专利技术属于植物生物技术领域，具体公开了一种棉花叶绿体转运肽及其编码基因GhCTP1，以及它们在培育抗草甘膦除草剂植物上的用途。本发明专利技术还公开了由GhCTP1和抗草甘膦除草剂基因组成的融合基因，以及其编码的融合蛋白。本发明专利技术叶绿体转运肽GhCTP1转运效率高，并且可以与任何一种除草剂EPSPS基因融合表达，增强棉花等植物对草甘膦除草剂的耐受性。本发明专利技术对棉花等植物生产过程中降低杂草危害、减少人工除草投入、降低生产成本和提高产量具有重要意义。降低生产成本和提高产量具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
用于抗草甘膦除草剂基因的叶绿体转运肽及其应用


[0001]本专利技术属于植物生物
，具体涉及一种用于抗草甘膦除草剂基因的叶绿体转运肽；还涉及含有该叶绿体转运肽的融合基因和融合蛋白，以及它们的用途。

技术介绍

[0002]草甘膦是美国孟山都公司生产的除草剂农达(Roundup)的主要活性成分，具有高效、广谱、低毒、易于被微生物分解等优点。草甘膦作为一种内吸传导型除草剂，喷洒于植物茎叶后，即可被植物吸收，并可迅速传导到整个植株及其根部，从而消灭杂草。然而草甘膦作为一种非选择性除草剂，在杀灭杂草的同时，对农作物同样具有灭生性，因而其使用范围和使用时间受到很大限制。
[0003]5‑
烯醇式丙酮酰莽草酸
‑3‑
磷酸合酶(EPSPS)是植物体内莽草酸途径的关键酶，同时是草甘膦的作用靶点，通过导入对草甘膦不敏感的EPSPS基因或在转基因植物中过表达EPSPS基因可以有效地提高植株的草甘膦耐受性。随着抗草甘膦EPSPS基因的不断发现，通过转基因技术将抗草甘膦EPSPS基因转化到作物中从而获得抗草甘膦除草剂的作物，已成为解决草甘膦除草剂非选择性问题的有效手段。目前已经应用于棉花中的抗草甘膦除草剂基因主要有美国孟山都公司的CP4
‑
EPSPS基因和中国农业科学院生物技术研究所的GR79
‑
EPSPS基因(ZL2014102047036)。
[0004]EPSPS在植物细胞中定位于叶绿体，因此，除了EPSPS抗除草剂基因本身之外，还需要具有高效率靶向作用的叶绿体转运肽(Chloroplast Transpit Peptide，简称CTP，亦称叶绿体导肽或前导肽等)，进一步将EPSPS酶转运至叶绿体内发挥作用。故叶绿体转运肽对EPSPS在叶绿体中能否有效发挥作用至关重要。
[0005]目前商业化的抗草甘膦除草剂转基因棉花(美国孟山都公司)主要是利用来源于拟南芥EPSPS基因的叶绿体转运肽AtCTP和来源于农杆菌的CP4EPSPS基因融合并将其导入棉花获得。由于该叶绿体转运肽AtCTP来源于拟南芥，属于异源基因，在棉花中表达后转运功能低于自身内部叶绿体转运肽的转运效率。因此，如果利用棉花自身的叶绿体转运肽和抗除草剂基因融合并导入棉花，可以大大提高将抗草甘膦除草剂EPSPS蛋白转运至棉花叶绿体中的效率，从而提高转基因棉花对草甘膦除草剂的抗性。
[0006]目前，尚未发现有关用于转运抗草甘膦除草剂蛋白的棉花叶绿体转运肽的报道。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种叶绿体转运肽。
[0008]本专利技术另一目的在于提供编码上述叶绿体转运肽的基因。
[0009]本专利技术第三目的在于提供含有上述叶绿体转运肽基因的融合基因。
[0010]本专利技术第四目的在于提供上述融合基因编码的融合蛋白。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0012]一种叶绿体转运肽，所述叶绿体转运肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0013]本专利技术还提供编码上述叶绿体转运肽的基因，命名为：GhCTP1，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0014]本专利技术还提供了上述叶绿体转运肽或基因在转运抗草甘膦除草剂蛋白上的应用。
[0015]上述应用中所述的抗草甘膦除草剂蛋白是指CP4 EPSPS蛋白或GR79EPSPS蛋白等。
[0016]本专利技术还提供了上述叶绿体转运肽或基因在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。
[0017]所述的植物是指棉花、油菜或大豆等。
[0018]所述的棉花是指陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)或海岛棉(Gossypium barbadense Linn.),如R15、WC、SU12等棉花品系。
[0019]本专利技术还提供了含有上述基因的表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌等。
[0020]本专利技术还提供了上述表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌等在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。
[0021]所述的植物是指棉花、油菜或大豆等。
[0022]所述的棉花是指陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)或海岛棉(Gossypium barbadense Linn.),如R15、WC、SU12等棉花品系。
[0023]本专利技术还提供一种融合基因，所述的融合基因由上述叶绿体转运肽基因和抗草甘膦除草剂基因组成；所述叶绿体转运肽基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0024]上述融合基因中所述的抗草甘膦除草剂基因是指GR79 EPSPS基因或CP4 EPSPS基因等。
[0025]所述的GR79 EPSPS基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。
[0026]所述的融合基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
[0027]本专利技术还提供了上述融合基因编码的融合蛋白，所述的融合蛋白由上述叶绿体转运肽和抗草甘膦除草剂蛋白组成。
[0028]上述融合蛋白中所述的叶绿体转运肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0029]上述融合蛋白中所述的抗草甘膦除草剂蛋白是指GR79 EPSPS蛋白或CP4 EPSPS蛋白等。
[0030]所述GR79 EPSPS蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示。
[0031]所述融合蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示。
[0032]上述融合基因或融合蛋白在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。
[0033]所述的植物是指棉花、油菜或大豆等。
[0034]所述的棉花是指陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)和海岛棉(Gossypium barbadense Linn.),如R15、WC、SU12等棉花品系。
[0035]本专利技术还提供含有上述融合基因的表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌等。
[0036]所述的表达盒由包括CaMV 35S启动子、NOS终止子和上述融合基因。
[0037]所述的表达载体是指将上述表达盒连接于pBI121载体上即可获得抗除草剂植物表达载体pBI121
‑
GhCTP1
‑
GR79 EPSPS。
[0038]上述表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌等在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。
[0039]所述的植物是指棉花、油菜或大豆等。
[0040]所述的棉花是指陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)和海岛棉(Gossypium barbadense Linn.)；如R15、WC或SU12等棉花品系。
[0041]本专利技术还提供了一种培育耐草甘膦除草剂棉花品种的培育方法，通过转基因方法将上述含有叶绿体转运肽和GR79 EPSPS的融合基因导入棉花，然后筛选对草甘膦除草剂具有耐性的后代。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶绿体转运肽，其特征在于，所述叶绿体转运肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.编码权利要求1所述叶绿体转运肽的基因，命名为：GhCTP1，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.权利要求1所述的叶绿体转运肽或权利要求2所述的基因在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。4.含有权利要求2所述基因的表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌等。5.权利要求4所述的表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组细菌在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。6.一种融合基因，其特征在于，所述的融合基因由权利要求2所述的叶绿体转运肽基因和抗草甘膦除草剂基因组成；所述的叶绿体转运肽基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述的抗草甘膦除草剂基因是指GR79EPSPS基因或CP4 EPSPS基因等。7.根据权利要求6所述的融合基因，其特征在于，所述的融合基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。8.权利要求6所述融合基因在培育抗草甘膦除草剂植物上的应用。9.根据权利要求3、5或8所述应用，其特征在于，所述的植物是指棉花、油菜或大豆等。10.一种利用权利要求1所述的叶绿体转运肽培育抗草甘膦除草剂的棉花品种的方法，包括如下步骤：(1)叶绿体转运肽序列人工合成：根据SEQ ID NO.2所示人工合成GhCTP1基因的核苷酸序列；然后在SEQ ID NO.2所示序列的5
’
端和3
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟志刚，梁成真，
申请(专利权)人：中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：