使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白、基因及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107090447A(43)申请公布日2017.08.25(21)申请号201710486852.XC12N15/60(2006.01)(22)申请日2017.06.23C12Q1/68(2006.01)A01H5/00(2006.01)(83)生物保藏信息CCTCCNo：P2017132017.06.02CCTCCNo：P2017122017.06.02(71)申请人江苏省农业科学院地址210014江苏省南京市玄武区钟灵街50号(72)发明人张保龙凌溪铁王金彦陈天子邓惠清(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人王艳(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书9页C12N9/88(2006.01)序列表23页附图4页(54)发明名称使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白、基因及其应用(57)摘要本发明公开了使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白。本发明还公开了编码上述蛋白的核酸。该蛋白来源于抗ALS抑制剂类除草剂的水稻突变体植株，与野生型水稻基因组中的ALS序列相比，其蛋白序列在Ser627和Gly628位点同时发生突变或者仅在Gly628位点发生突变。植物表达该蛋白序列可以抗（耐）乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂，特别是咪唑啉酮类除草剂，本发明的Ser627和Gly628位点同时发生突变的突变体抗除草剂效果比只含有Ser627位点或者只含有Gly628位点突变的突变体植株的抗除草剂能力要高30%左右。CN107090447ACN107090447A权利要求书1/1页1.使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO：2或SEQIDNO：6所示。2.权利要求1所述的蛋白，其中除草剂是咪唑啉酮类除草剂。3.权利要求2所述的蛋白，其中咪唑啉酮类除草剂是百垄通。4.核酸，其编码权利要求1~3任一项所述的蛋白。5.根据权利要求4所述的核酸，其核苷酸序列如SEQIDNO:1或SEQIDNO:5所示。6.表达盒、重组载体或细胞，其含有权利要求4或5所述的核酸。7.权利要求1~3任一项所述的蛋白，权利要求4或5所述的核酸，权利要求6所述的表达盒、重组载体或细胞在植物抗除草剂方面的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物为水稻、烟草、拟南芥或棉花。9.获得具有除草剂抗性的植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）使植物包含权利要求4或5所述的核酸；或2）使植物表达权利要求1~3之任一所述的蛋白。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其包括转基因、杂交、回交或无性繁殖步骤。11.鉴定植物的方法，其中植物是包含权利要求4或5所述的核酸的植物、表达权利要求1~3之任一所述的蛋白的植物或权利要求9~10之任一所述的方法获得的植物，其特征在于，包括以下步骤：1)测定所述植物是否包含权利要求4或5所述的核酸；或，2)测定所述植物是否表达权利要求1~3之任一所述的蛋白。2CN107090447A说明书1/9页使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白、基因及其应用技术领域[0001]本发明属于植物蛋白和植物抗除草剂领域，涉及使植物具有除草剂抗性的水稻ALS突变型蛋白、基因及其应用；具体而言，本发明涉及水稻的乙酰乳酸合成酶(ALS)突变蛋白，该蛋白能赋予植物尤其水稻抗乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂的特性。本发明公开了该蛋白的序列，以及它们在植物抗除草剂领域中的应用。背景技术[0002]杂草是制约农业生产稳产高产的不利因素。与传统依靠栽培措施、人工除草和机械除草等方法相比，化学除草剂的使用是一种高效的、简便的和经济的治理杂草方法。[0003]乙酰乳酸合成酶(ALS)(也称乙酰羟酸合成酶，AHAS；EC4.1.3.18)抑制剂类除草剂以ALS作为靶标而导致杂草死亡，主要包括磺酰脲类(Sulfonylureas,SU)、咪唑啉酮类(Imidazolinones,IMI)、三唑嘧啶类(Triazolopyrimidines,TP)、嘧啶氧(硫)苯甲酸类[Pyrimidinylthio(oroxy)–benzoates,PTB；pyrimidinyl-carboxyherbicides；PCs]和磺酰胺基羰基三唑啉酮类(Sulfonylamino-carbonyltriazolinones,SCT)等13类化合物。乙酰乳酸合成酶，存在于植物生长过程中，它能以高度专一性和极高的催化效率催化丙酮酸为乙酰乳酸，从而导致支链氨基酸的生物合成。ALS抑制剂是除草剂通过抑制ALS而破坏植物体内缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的合成。而亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸是植物体内3种必需的支链氨基酸。ALS是催化缬氨酸和异亮氨酸生物合成过程中第一