[发明专利]除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途

说明书

本发明涉及一种除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途，所述蛋白质包括：(a)具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列；(b)在(a)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有羟基苯丙酮酸双加氧酶的由(a)衍生的蛋白质。本发明除草剂耐受性蛋白质可以赋予植物对吡唑啉酮类除草剂产生耐受性，在植物上应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种除草剂耐受性蛋白质、其编码基因及用途，特别是涉及一种对吡唑啉酮类除草剂具有耐受性的蛋白质、其编码基因及用途。

背景技术

羟基苯丙酮酸双加氧酶(hydroxyphenylpyruvate dioxygenase，简称HPPD)是一种酶，其在铁离子(Fe²⁺)和氧的存在下，催化酪氨酸的降解产物-对羟基苯丙酮酸(hydroxyphenylpyruvic acid，简称HPP)转化为植物中生育酚和质体醌(plastoquinone，简称PQ)的前体-尿黑酸盐/尿黑酸(homogentisate，简称HG)的反应。生育酚具有膜相关抗氧化剂的作用；PQ不仅是PSⅡ和细胞色素b6/f复合物之间的电子载体，而且是类胡萝卜素生物合成中八氢番茄红素去饱和酶的必需辅因子。

通过抑制HPPD而发挥作用的除草剂主要有三酮类、异噁唑类和吡唑啉酮类三个化学家族。在植物中，它们通过抑制HPPD阻断了从酪氨酸生物合成PQ，从而导致PQ耗尽，类胡萝卜素缺乏。上述抑制HPPD的除草剂是植物韧皮部可移动的漂白剂，其可以引起暴露于光的新的分生组织和叶片显现出白色，而类胡萝卜素对于光防护是必需的，在缺乏类胡萝卜素的情况下，紫外线辐射和活性氧中间体会破坏叶绿素的合成和功能，从而导致植物生长受到抑制，甚至死亡。

用于提供耐受HPPD除草剂植物的方法主要包括：1)将HPPD过量表达从而在植物中产生大量的HPPD，尽管存在HPPD抑制除草剂，但这些HPPD与该HPPD抑制除草剂是充分作用的，从而具有足够的可供使用的功能性酶。2)提供一种功能性HPPD，该功能性HPPD对于除草剂或其活性代谢物是较不敏感的，但其保留了转化为HG的性质。关于功能性HPPD类，虽然一种给定的功能性HPPD可以提供一个有用水平的对于一些HPPD抑制除草剂的耐受性，但是相同的功能性HPPD可能不足以提供一个商业化水平的对于一种不同的、更希望的HPPD抑制除草剂的耐受性；例如，HPPD抑制除草剂可以在它们控制的杂草范围、它们的制造成本、以及它们的环境友好性方面是不同的。因此，需要用于向不同的作物和作物品种赋予HPPD抑制除草剂耐受性的新的方法和/或组合物。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的蛋白质、其编码基因及用途，所述蛋白质不仅具有HPPD酶活性，而且使得转入所述蛋白质编码基因的植物对吡唑啉酮类除草剂具有耐受性。

为实现上述目的，本发明提供了一种蛋白质，包括：

(a)具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列；

(b)在(a)中的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且具有羟基苯丙酮酸双加氧酶活性的由(a)衍生的蛋白质。

为实现上述目的，本发明提供了一种基因，包括：

(a)编码权利要求1所述蛋白质的核苷酸序列；或

(b)在严格条件下与(a)限定的核苷酸序列杂交且编码具有羟基苯丙酮酸双加氧酶活性的蛋白质的核苷酸序列；或

(c)具有SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:6所示的核苷酸序列。

所述严格条件可为在6×SSC(柠檬酸钠)、0.5％SDS(十二烷基硫酸钠)溶液中，在65℃下杂交，然后用2×SSC、0.1％SDS和1×SSC、0.1％SDS各洗膜1次。