[发明专利]一种抗除草剂基因及其应用

说明书

本发明公开了一种抗除草剂基因及其应用，所述抗除草剂基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.15所示，本发明提供了一种新的来源于甘蔗的抗除草剂基因，该基因可以降解至少一种ALS抑制剂类除草剂和一种HPPD抑制剂类除草剂。将这种抗除草剂基因导入对这些除草剂敏感的植物，可以使这些敏感植物对于这些除草剂的耐受性显著增加，从而原本不能用在这些植物上来控制杂草用的除草剂，可用于导入了这种抗除草剂基因的植物，为杂草防治提供了更多的选择。此外，本发明的基因还可以作为筛选标记基因用于植物组织培养领域。

(一)技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体的说，本发明涉及抗啶嘧磺隆、硝磺草酮等多种除草剂的基因及其编码的蛋白质。这种基因可以用来在植物中表达而使植物对除草剂的抗性增强。本发明可以运用在作物的育种、植物细胞培养的筛选等领域。

(二)背景技术

农作物种植过程中需要防治杂草。如果一种农作物获得能够对广谱除草剂的抗性能力，那么这种农作物的杂草在出苗以后就可以通过喷施广谱除草剂进行防治。这种杂草防治方法简单、高效，低成本，并且对农作物安全。

农作物可以通过基因工程改良而获得对除草剂的抗性。例如，农作物可以通过转基因表达农杆菌(Agrobacterium tumefaciens sp CP4)的抗性5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)而获得抗草甘膦的能力。表达这种酶的转基因抗草甘膦植物已在生产中应用(美国专利453590，4769061，5094945)。为了控制杂草对除草剂抗性的发生，提高转基因农作物的抗性水平和增加抗性基因的多样性，发展抗草甘膦以外的其他除草剂的抗性转基因农作物在生产上十分有用。

细胞色素P450是一个大的基因家属。通常一种植物中的P450基因往往可以有200个以上。以前的研究发现，部分P450基因编码的蛋白质能够降解除草剂。例如将大鼠CYP1A1与酵母的P450还原酶基因融合后导入到烟草获得了可以。以及其他一些细胞色素P450基因(例如Didierjean,L.et al.(2002)Plant Physiol.130:179-189；Morant,M.S.et al.(2003)Opinion in Biotechnology 14:151-162)具有抗除草剂的功能，被用于获得抗除草剂的转基因植物。玉米中的一种细胞色素P450基因被发现具有抗烟嘧磺隆等除草剂的能力(中国专利，申请号200610155661；美国专利US 20080052798A1),水稻中一种细胞色素P450基因具有抗苯达松和磺隆类除草剂(Pan et al.,Plant Molecular Biology,2006,61：933-943)。

甘蔗(Sacchrum officinarum×S.spontaneum)能够抗啶嘧磺隆、烟嘧磺隆、硝磺草酮等除草剂，因此有希望从甘蔗中克隆到抗除草剂的基因，并且应用于培育抗除草剂转基因农作物。本发明从甘蔗中克隆到了一种能够明显抗至少如下一类除草剂中一种除草剂的抗除草剂基因：乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂，包括但不仅限于磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑并嘧啶磺酰胺类和嘧啶水杨酸类；对羟苯基丙酮酸盐双氧化酶(HPPD)抑制剂类除草剂，包括但不仅限于硝磺草酮、甲基磺草酮、异噁唑酮等。本发明提供了利用该基因获得转基因抗除草剂农作物的方法。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种抗除草剂基因及其应用，该抗除草剂基因可以同时降解至少一种ALS抑制剂类除草剂和至少一种HPPD抑制剂类除草剂。将所述抗除草剂基因导入对这些除草剂敏感的植物，可以使这些敏感植物对于这些除草剂的耐受性显著增加，从而原本不能用在这些植物上来控制杂草用的除草剂，可用于导入了这种抗除草剂基因的植物。此外，这种抗除草剂基因还可以用于植物组织培养领域，作为筛选标记基因。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种抗除草剂基因，所述抗除草剂基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.15所示，所述抗除草剂基因编码蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO.19所示。