2ODD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程领域，公开了一种2ODD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及应用、提高作物除草剂抗性的方法，具体地，公开了一种2ODD蛋白、一种编码2ODD蛋白的基因、一种重组载体、一种转基因细胞、一种组合物以及它们在提高作物除草剂抗性中的应用，还公开了提高作物除草剂抗性的方法。本发明专利技术提供的2ODD蛋白及其编码基因能够用于提高作物对HPPD抑制剂的抗性。因能够用于提高作物对HPPD抑制剂的抗性。

【技术实现步骤摘要】
2ODD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及基因工程领域，具体涉及一种2ODD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及其应用。

技术介绍

[0002]水稻体内的基因HIS1，即对羟基苯丙酮酸双加氧酶抑制剂敏感性基因1(4
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hydroxyphenylpyruvate dioxygenase inhibitor sensitive gene No.1)，可以编码一种Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶(简称2ODD)，该酶能够将三酮类HPPD抑制剂羟基化，从而使得水稻对HPPD抑制剂具有抗性。另外，在水稻体内发现多个HIS1的同源基因，命名为HSL(HIS1
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Like)。同时，在其他植物体内，如大麦，小麦，高粱，玉米、拟南芥中也发现有HSL基因的存在。
[0003]目前，对HIS1和HSL的研究发现，HIS1及其同源基因HSL编码的蛋白可以催化三酮类HPPD抑制剂，而催化产物对HPPD的抑制活性大大降低。由于HPPD是一个重要的除草剂作用靶标，所以HIS1和HSL能够解毒HPPD抑制剂这一重要功能可以被用于开发抗HPPD除草剂作物。
[0004]目前上市的HPPD抑制剂类除草剂主要有13种。在全球20余类除草剂中，HPPD抑制剂类除草剂近年来增长较快，备受行业瞩目，其低抗性风险是该类产品实现领先增长的基石。基于HPPD抑制剂类除草剂较好的产品特性，其未来市场仍具备增长潜能。
[0005]但是，HPPD抑制剂类除草剂大多被用于玉米田和小麦田，在花生、大豆、水稻、高粱等经济作物种植区域由于作物安全性问题而未被广泛施用。此外，有一些处于研发阶段的高活性HPPD抑制剂，由于缺乏一定的作物安全性而没有得到进一步的开发。而抗除草剂作物在过去20年里，给农民和环境带来了巨大的利益，例如，抗草甘膦玉米和大豆等作物。
[0006]因此，开发新的抗除草剂作物，如抗HPPD抑制剂类除草剂的作物，具有重要的理论意义和经济价值。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术HPPD抑制剂类除草剂存在的抑制活性与作物安全性不能兼顾的缺陷，提供一类对HPPD抑制剂具有抗性的Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白及其编码基因及其应用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白，该蛋白具有选自以下至少一种的氨基酸序列：
[0009](1)如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列中141位点和205位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第一氨基酸序列；
[0010](2)所述第一氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第一氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第一氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0011](3)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中选自140位点、204位点、298位点和335位点中的至少3个位点发生突变后衍生的第二氨基酸序列；
[0012](4)所述第二氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第二氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第二氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0013](5)如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列中选自206位点、301位点和339位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第三氨基酸序列；
[0014](6)所述第三氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第三氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第三氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0015](7)如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列中选自142位点、207位点和301位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第四氨基酸序列；
[0016](8)所述第四氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第四氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第四氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0017](9)如SEQ ID NO:5所示的氨基酸序列中选自285位点和322位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第五氨基酸序列；
[0018](10)所述第五氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第五氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第五氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0019](11)如SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列中选自142位点、207位点、301位点和338位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第六氨基酸序列；
[0020](12)所述第六氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第六氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第六氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0021](13)如SEQ ID NO:7所示的氨基酸序列中选自140位点、205位点和336位点中的至少2个位点发生突变后衍生的第七氨基酸序列；
[0022](14)所述第七氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第七氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第七氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；
[0023](15)如SEQ ID NO:8所示的氨基酸序列中选自140位点、205位点和336位点中的至少2个位点发生突变后衍生的第八氨基酸序列；
[0024](16)所述第八氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第八氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第八氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质。
[0025]本专利技术的第二方面提供一种编码Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白的基因，该基因的核苷酸序列为能够编码前述第一方面所述的Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白的氨基酸序列的核苷酸序列。
[0026]本专利技术的第三方面提供一种重组载体，该重组载体含有前述第二方面所述的基
因。
[0027]本专利技术的第四方面提供一种转基因细胞，该转基因细胞含有前述第二方面所述的基因。
[0028]本专利技术的第五方面提供一种组合物，该组合物含有前述第一方面所述的Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白。
[0029]本专利技术的第六方面提供前述第一方面所述的Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白、前述第二方面所述的基因、前述第三方面所述的重组载体、前述第四方面所述的转基因细胞中的至少一种在提高作物除草剂抗性中的应用。
[0030]本专利技术的第七方面提供一种提高作物除草剂抗性的方法，该方法包括：将前述第三方面所述的重组载体转入目标植本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白，其特征在于，具有选自以下至少一种的氨基酸序列：(1)如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列中141位点和205位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第一氨基酸序列；(2)所述第一氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第一氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第一氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(3)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中选自140位点、204位点、298位点和335位点中的至少3个位点发生突变后衍生的第二氨基酸序列；(4)所述第二氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第二氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第二氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(5)如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列中选自206位点、301位点和339位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第三氨基酸序列；(6)所述第三氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第三氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第三氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(7)如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列中选自142位点、207位点和301位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第四氨基酸序列；(8)所述第四氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第四氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第四氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(9)如SEQ ID NO:5所示的氨基酸序列中选自285位点和322位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第五氨基酸序列；(10)所述第五氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第五氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第五氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(11)如SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列中选自142位点、207位点、301位点和338位点中的至少一个位点发生突变后衍生的第六氨基酸序列；(12)所述第六氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第六氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第六氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(13)如SEQ ID NO:7所示的氨基酸序列中选自140位点、205位点和336位点中的至少2个位点发生突变后衍生的第七氨基酸序列；(14)所述第七氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第七氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第七氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质；(15)如SEQ ID NO:8所示的氨基酸序列中选自140位点、205位点和336位点中的至少2个位点发生突变后衍生的第八氨基酸序列；
(16)所述第八氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸的由第八氨基酸序列衍生的蛋白质，或者，在第八氨基酸序列的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质。2.根据权利要求1所述的Fe(Ⅱ)/α
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酮戊二酸依赖型双加氧酶蛋白，其中，所述第一氨基酸序列为选自以下至少一种的氨基酸序列：(1a)如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列中141位点的组氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(1b)如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列中141位点的组氨酸突变为苯丙氨酸且205位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸后衍生的氨基酸序列；优选地，所述第一氨基酸序列为H141F、H141F/F205L所示的氨基酸序列；优选地，所述第二氨基酸序列为以下的氨基酸序列：(2a)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中140位点的苯丙氨酸突变为组氨酸、204位点的亮氨酸突变为苯丙氨酸、298位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸且335位点的异亮氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(2b)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中204位点的亮氨酸突变为苯丙氨酸、298位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸且335位点的异亮氨酸突变为丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(2c)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中204位点的亮氨酸突变为苯丙氨酸、298位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸且335位点的异亮氨酸突变为色氨酸后衍生的氨基酸序列；优选地，所述第二氨基酸序列为F140H/L204F/F298L/I335F、L204F/F298L/I335A、L204F/F298L/I335W所示的氨基酸序列中的至少一种；优选地，所述第三氨基酸序列为以下的氨基酸序列：(3a)如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列中206位点的苏氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(3b)如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列中206位点的苏氨酸突变为苯丙氨酸且301位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸后衍生的氨基酸序列；(3c)如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列中206位点的苏氨酸突变为苯丙氨酸、301位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸且339位点的酪氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；优选地，所述第三氨基酸序列为T206F、T206F/F301L、T206F/F301L/Y339F所示的氨基酸序列中的至少一种；优选地，所述第四氨基酸序列为以下的氨基酸序列：(4a)如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列中142位点的酪氨酸突变为组氨酸后衍生的氨基酸序列；(4b)如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列中142位点的酪氨酸突变为组氨酸且207位点的异亮氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(4c)如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列中142位点的酪氨酸突变为组氨酸、207位点的异亮氨酸突变为苯丙氨酸且301位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸后衍生的氨基酸序列；优选地，所述第四氨基酸序列为Y142H、Y142H/I207F、Y142H/I207F/F301L所示的氨基酸序列中的至少一种；优选地，所述第五氨基酸序列为以下的氨基酸序列：
(5a)如SEQ ID NO:5所示的氨基酸序列中285位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸后衍生的氨基酸序列；(5b)如SEQ ID NO:5所示的氨基酸序列中285位点的苯丙氨酸突变为亮氨酸且322位点的组氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；优选地，所述第五氨基酸序列为F285L、F285L/H322F所示的氨基酸序列中的至少一种；优选地，所述第六氨基酸序列为以下的氨基酸序列：(6a)如SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列中142位点的谷氨酰胺突变为组氨酸后衍生的氨基酸序列；(6b)如SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列中142位点的谷氨酰胺突变为组氨酸且207位点的异亮氨酸突变为苯丙氨酸后衍生的氨基酸序列；(6c)如SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列中142位点的谷氨酰胺突变为组氨酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光富，林红艳，董进，叶宝琴，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：