[发明专利]一种植物EPSPS突变体及其在植物中的应用

说明书

本发明公开了一种植物EPSPS突变体的基因序列及其在植物中的应用。提供了使植物具有草甘膦除草剂抗性的突变体的蛋白质，与野生型相比，带有在位点362从E到R的氨基酸突变和在位点432从K到I的氨基酸突变。另外，本发明还提供了相应的获得具有草甘膦除草剂抗性的植物的方法和应用、以及鉴定本发明的抗除草剂植物或抗除草剂植物的方法。

技术领域

本发明属于植物蛋白质领域，具体而言，本发明涉及能赋予水稻或者其他植物草甘膦除草剂抗性(耐受性)的蛋白及其在植物中的应用。

背景技术

草甘膦是世界上使用量最大的广谱灭生性除草剂，是一种PEP的结构类似物，通过竞争性抑制PEP与EPSPS(5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶，5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)的结合而阻断莽草酸途径，导致芳香族氨基酸，即苯丙氨酸、色氨酸及酪氨酸的合成受阻和生物合成代谢失调，最终导致生物体死亡。由于草甘膦可有效杀死多种杂草，培育对草甘膦除草剂有抗性的农作物有极大的经济价值和商业用途。孟山都公司的科学家从CP4农杆菌菌株中得到抗草甘膦的基因，并用转基因的方法转入大豆，玉米等植物，获得抗草甘膦除草剂的转基因农作物。但是转基因农作物因为各样原因，无法得到广泛的应用。因此发现来源于植物的新的抗草甘膦的基因并将之用于植物中有着巨大的经济和商业价值。

本发明人正是经过科学研究和实验，发现了植物的原有的EPSPS酶在某些位点的氨基酸突变可以使植物对草甘膦有抗性，同时并不影响自身的生物酶的原有功能。本发明人还开发了这些突变蛋白及其编码基因在转基因，基因编辑或者其它植物育种中的应用，可用于培育具有草甘膦除草剂抗性的植物，尤其是农作物，如其他农业植物等。

发明内容

本发明的目的在于提供一个新的使植物具有草甘膦除草剂抗性的氨基酸序列，本领域人员可通过已知的生物技术，例如转基因，基因编辑或者突变技术，使得植物能够表达上述的蛋白质，该植物即可具有草甘膦除草剂的抗性。

具体而言，在所述目的方面，本发明提供了使植物具有草甘膦除草剂抗性的氨基酸序列。使植物具有草甘膦除草剂抗性的氨基酸序列与野生型相比，其在362位点上带有从E到R的氨基酸突变和在432位点上带有从K到I的氨基酸突变。野生型水稻的EPSPS的氨基酸序列如SEQIDNO：2所述，突变后的EPSPS的氨基酸序列如SEQIDNO：4。本发明的另一个目的在于提供具有草甘膦除草剂抗性的x1)植物；x2)单子叶植物或双子叶植物；x3)水稻。示例性的植物包括水稻、玉米、小麦、黑麦、燕麦、大麦、大豆、马铃薯、油菜、甜菜、甘蔗、高粱、西红柿、南瓜、辣椒、生菜、向日葵、咖啡、茶、棉花、苜蓿、烟草或拟南芥等。

本发明的另一个目的在于提供获得具有草甘膦除草剂抗性的x1)植物；x2)单子叶植物或双子叶植物；x3)水稻的方法。示例性的植物包括水稻、玉米、小麦、黑麦、燕麦、大麦、大豆、马铃薯、油菜、甜菜、甘蔗、高粱、西红柿、南瓜、辣椒、生菜、向日葵、咖啡、茶、棉花、苜蓿、烟草或拟南芥等。上述草甘膦除草剂抗性植物的获得，可通过生物技术，例如转基因，基因编辑，或者突变技术，或者通过传统育种，例如将已有草甘膦除草剂抗性植物与其他植物品种杂交产生的植物后代、以及回交或自交产生的植物后代等等的方法，将上述氨基酸突变在植物中表达，从而使植物获得草甘膦除草剂的抗性。

本发明的另一个目的在于提供上述基因在x1)或x2)或x3)中获得草甘膦除草剂抗性的应用:x1)植物；x2)单子叶植物或双子叶植物；x3)水稻。示例性的植物包括水稻、玉米、小麦、黑麦、燕麦、大麦、大豆、马铃薯、油菜、甜菜、甘蔗、高粱、西红柿、南瓜、辣椒、生菜、向日葵、咖啡、茶、棉花、苜蓿、烟草或拟南芥等。该应用包括，通过生物技术，突变技术或者传统育种技术获得具有草甘膦除草剂抗性的植物过程中的应用，例如转基因植物中的应用，基因编辑植物中的应用或者其它的应用等等。