乙酰乳酸合成酶突变体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了乙酰乳酸合成酶突变体及其应用。其中，与野生型乙酰乳酸合成酶相比，本发明专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体的Ala173和Trp542的至少之一具有突变。通过使植物表达本发明专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，能够该植物具备除草剂抗性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物遗传育种领域。具体地，本专利技术涉及乙酰乳酸合成酶突变体及其应用。更具体地，本专利技术涉及乙酰乳酸合成酶突变体、分离的核酸、表达盒、载体或细胞、获得具有除草剂抗性的植物的方法以及由权利要求8或9所述方法获得的植物的鉴定方法。
技术介绍
农田中杂草是影响农作物产量的最重要因素之一，而人工除草所需要消耗的人力资源和成本很高，而且不便于农业集约化生产，严重制约了农作物种植向高产、优质和低成本方向的发展进程。因此，除草剂就运应而生。然而，除草剂通常也能杀死农作物本身，因此对一般不具有除草剂抗性(耐受性)的农作物而言，除草剂的使用在时间和空间上受到了极大限制。为此，人们研究开发具有除草剂抗性(耐受性)的植物(农作物)，这样可以在种植 期间使用除草剂，杀死杂草，但不影响植物本身的生长，由此拓宽了除草剂的使用范围。然而，具有除草剂抗性的植物及其起决定性的物质(如蛋白、基因等)目前还没有理论来定向设计出。因此，目前寻找使植物具有除草剂抗性的蛋白质并对其加以应用的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种新的使植物具有除草剂抗性的蛋白质，以及将其应用于具有除草剂。为此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种乙酰乳酸合成酶突变体。根据本专利技术的实施例，与野生型乙酰乳酸合成酶相比，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体的Alal73和Trp542的至少之一具有突变。根据本专利技术的实施例，专利技术人分离到乙酰乳酸合成酶的新突变体，并分析确定了该突变体能够使植物具备除草剂抗性，从而通过使植物表达本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，能够该植物具备除草剂抗性。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种分离的核酸。根据本专利技术的实施例，该分离的核酸编码前面所述的乙酰乳酸合成酶突变体。根据本专利技术的实施例，将本专利技术分离到的编码乙酰乳酸合成酶突变体的核酸导入植物，使其表达前述本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，能够使该植物具备除草剂抗性。根据本专利技术的又一方面，本专利技术还提出了一种表达盒、载体或细胞。根据本专利技术的实施例，该表达盒、载体或细胞包含前面所述的本专利技术的核酸。由此，利用本专利技术的表达盒和载体能够有效地将本专利技术的编码乙酰乳酸合成酶突变体的核酸导入植物，使该植物表达前述本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，从而使其具备除草剂抗性。此外，专利技术人发现，本专利技术的细胞能够表达本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，具备除草剂抗性，经培养后能够有效地成为具备除草剂抗性的植物。根据本专利技术的再一方面，本专利技术还提供了前面所述的乙酰乳酸合成酶突变体、核酸以及表达盒、载体或细胞，在获得具有除草剂抗性的植物中的用途。根据本专利技术的实施例，如前所述，利用本专利技术的表达盒、载体及细胞能够有效地获得具备除草剂抗性的植物。根据本专利技术的又一方面，本专利技术还提供了一种获得具有除草剂抗性的植物的方法。根据本专利技术的实施例，该方法通过下列途径的至少之一实现(1)使植物包含本专利技术的编码乙酰乳酸合成酶突变体的核酸；(2)使植物表达本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体。根据本专利技术的实施例，利用该方法能够有效地获得具备除草剂抗性的植物。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种由前面所述的获得具有除草剂抗性的植物的方法而获得的植物的鉴定方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括如下步骤的至少之一 (I)测定所述植物是否包含本专利技术的编码乙酰乳酸合成酶突变体的核酸；(2 )测定所述植物是否表达本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体。由此，利用该方法，能够有效地鉴定通过本专利技术的获得具有除草剂抗性的植物的方法而获得的植物是否具备除草剂抗性。需要说明的是，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体及其应用，是本申请的专利技术人经过艰苦的创造性劳动和优化的工作而完成的。 本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I显示了根据本专利技术一个实施例的2株玉米京21号乙酰乳酸合成酶突变植株。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。首先，需要说明的是，乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase, ALS),其酶分类编号为EC4，I. 3. 18。乙酰乳酸合成酶是支链氨基酸合成中的一个关键酶，如在缬氨酸和亮氨酸的合成中催化丙酮酸生成乙酰乳酸和二氧化碳，在异亮氨酸的合成中催化丙酮酸与丁酮酸生成2-乙醛基-2-羟基丁酸。目前，已经发现ALS突变蛋白在不同植物(包括玉米、小麦、水稻、油菜、和向日葵等)的同源蛋白的第122、155、197、205、574、653、和/或654等位点会产生突变，从而使得相应植物对咪唑啉酮类、磺酰脲类、三唑嘧啶类和嘧啶水杨酸类等除草剂产生抗性(可参见 Tan S，Evzns R R, Dahmer M L, et al. Imidazolinone-tolerant crops:History,current status and Future. Pest Management Science. 2005，61:246—257 ;Tan Sj EvznsR R，Dahmer M L，et al. Imidazolinone-tolerant crops:History，current status andFuture · Pest Management Science. 2005，61:246-257，通过参照将其全文并入本文)。然而，没有报道表明，在来自玉米的ALS的第173或542位突变，会使得相应植物(尤其是玉米)具有除草剂抗性。然而，本专利技术的专利技术人从突变的玉米植株中发现并分离得到了在第173或542位具有突变的新的乙酰乳酸合成酶突变体，且发现这些突变能够使植物具备除草剂抗性。乙酰乳酸合成酶突变体及其编码核酸为此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种乙酰乳酸合成酶突变体。根据本专利技术的实施例，与野生型乙酰乳酸合成酶相比，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体的Alal73和Trp542的至少之一具有突变。根据本专利技术的实施例，专利技术人分离到乙酰乳酸合成酶的新突变体，并分析确定了该突变体能够使植物具备除草剂抗性，从而通过使植物表达本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体，能够使该植物具备除草剂抗性。目前，以抑制ALS为靶位的除草剂包括磺酰脲类、咪唑啉酮类、嘧啶并三唑类、水杨酸嘧啶类等除草剂。专利技术人发现，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体能够使植物对上述除草剂均具备抗性。根据本专利技术的实施例，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体能够使植物具备良好的咪唑啉酮类除草剂抗性，尤其是咪草烟抗性。其中咪草烟的化学名称为(RS)5-乙基-2- (4-异丙基-4-甲基-5-氧代-3-咪唑啉-2-基)烟酸，CAS号为81335_77_5。 根据本专利技术的实施例，本专利技术的乙酰乳酸合成酶突变体的Alal73和Trp542突变的突变类型不受特别限制。根据本专利技术的一些具体示例，与野生型乙酰乳酸合成酶相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙酰乳酸合成酶突变体，其特征在于，与野生型乙酰乳酸合成酶相比，所述乙酰乳酸合成酶突变体的Ala173和Trp542的至少之一具有突变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄拔严，石久英，
申请(专利权)人：北京兴博雅生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：