[发明专利]突变型PSII D1或psbA D1蛋白、其编码核酸以及应用

说明书

本发明属于农业基因工程领域，具体涉及突变型PSII D1或psbA D1蛋白、其编码核酸以及应用。所述突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列与野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID.04所示的野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白氨基酸序列中的第219、249、251、255、256、264、266和275位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：219I、249A、251V、255Y、256A、264G、264A、264T、266T和275F。本发明通过上述突变位点来赋予水稻抗PSII抑制性除草剂的能力，以解决严重的杂草稻及其他作物受除草剂药害的问题。

技术领域

本发明属于农业基因工程领域，具体涉及突变型PSII D1或psbA D1蛋白、其编码核酸以及应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，养活着世界上近一半的人口，尤其在亚洲稻米是亚洲人民绝对的生命粮。然而，水稻种植面临杂草稻严重的挑战。目前抗咪唑啉酮类(乙酰乳酸合成酶，ALS)和抗乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂的水稻品种虽然其能控制杂草稻，但是使用3-4年后，杂草稻会像水稻一样抗除草剂。水稻的除草剂抗性性状会随着水稻与杂草稻之间进行杂交，即抗性水稻的花粉带着这些除草剂抗性基因授粉于杂草稻，导致杂草稻也产生抗药性，抗性杂草稻进一步发展，问题变得越来越严重，目前抗性杂草稻已经在东南亚广泛分布。

发明内容

为了解决上述问题，本发明创造性的采用了诱变水稻种子，选育抗PSII抑制性除草剂的水稻品种。出人意料的是，选育的突变体水稻花粉给其他水稻和杂草稻授粉，产生的后代不能继承对除草剂的抗性性状。这将极大的改变现有的杂草稻防治技术，为中国和东南亚等广泛受杂草稻和抗性杂草的防治提供全新的革命性解决方案。

本发明一方面提供了一种突变型PSII D1或psbA D1蛋白或其生物活性片段，其中所述突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列与野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID.04所示的野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白氨基酸序列中的第219、249、251、255、256、264、266和275位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：219I、249A、251V、255Y、256A、264G、264A、264T、266T 和275F。优选地，所述突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列进一步与SEQ ID.04 所示的氨基酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％和至少99％的序列同一性。更优选地，所述突变型PSIID1或psbA D1蛋白具有SEQ ID.04所示的氨基酸序列，区别在于具有权利要求1中所定义的一个或多个氨基酸突变。

在一个实施方案中，本发明的突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列在对应于 SEQ ID.04所示的野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白氨基酸序列中的第219、249、251、255、256、264、266和275位中的一个或多个位置处具有选自下述中的一个或多个突变：V219I、V249A、A251V、F255Y、G256A、S264G、S264A、S264T、N266T和L275F。

在进一步的实施方案中，本发明的突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列在对应于SEQ ID.04所示的野生型水稻PSII D1或psbA D1蛋白氨基酸序列中的第219、251和264位置处具有选自下述中的一个或多个突变：V219I、A251V和S264G，优选地，所述突变型PSII D1或psbA D1蛋白的氨基酸序列具有如下氨基酸突变：S264G/A251V或 S264G/V219I。