[发明专利]一种突变多核苷酸及其应用

说明书

本发明提供了一种突变多核苷酸及其应用，具体地，本发明提供了一种分离的5’‑UTR核苷酸突变体，所述5’‑UTR核苷酸突变体与亲本的5’‑UTR核苷酸相比存在一个或多个核苷酸的差异，所述的差异包括在对应于SEQ ID NO.:1的第35位和/或第42位发生突变。本发明首次发现，将植物细胞中HPPD基因组的5’端非翻译区(5’‑UTR)的核苷酸进行突变，可增强植物对除草剂的抗性。

技术领域

本发明涉及植物学领域，更具体地涉及一种突变多核苷酸及其应用。

背景技术

基因表达在确定生物体的表型多样性方面发挥重要作用。人工操纵基因表达是优化工业生物、牲畜和作物经济性状的关键，其中控制基因的转录和翻译就是常用手段之一。真核生物蛋白质的翻译传递了基因的遗传信息。mRNA非翻译区(untranslated region，UTR)在转录后翻译过程中起着精细的调控作用。5’UTR是mRNA的起始结构，在转录后翻译过程中具有重要的调控作用；而3’UTR位于mRNA的末端，调控mRNA稳定性、亚细胞定位，并能与调节蛋白质相互作用，发挥其调控功能。

生物基因中5’UTR包含多个结构序列，这些结构序列包括5’帽子、Hairpin结构、uORF、G4结构域和内部核糖体进入位点(IRFS)等。这些序列通过结合不同的转录蛋白因子或翻译调节因子，和形成二级结构的核酸折叠形式调节mRNA的转录水平、体内稳定性(半衰期)和翻译速率。

培育抗除草剂作物一直是解决杂草抗性、扩大除草剂适用范围的主要手段之一。作物对除草剂的抗性机理有多种形式，如改变除草剂靶标蛋白的结构，改变蛋白中的单一氨基酸既不会使蛋白的功能发生改变，同时可以大大降低该蛋白与除草剂化合物的结合力，从而使植物增强除草剂耐受性的同时其光合过程或代谢过程可以正常进行；除此之外，增加除草剂化合物靶向的蛋白在植物组织中积累量也是提高抗性的机制之一，尽管该蛋白与除草剂化合物有一定结合，但大量蛋白仍可以行使正常的生物学功能，从而表现出除草剂抗性。而现有技术中培育抗除草剂的方法包括转基因技术、基因诱变、基因编辑技术等。目前基因编辑技术以其定点突变且不引入外源基因的独特优势成为研究热点之一，其主要是通过定点突变除草剂靶点编码基因，获得具有除草剂抗性且不影响其正常功能的突变多肽，然而高抗性突变位点往往短时间内也难以获得，或者可能需要多突变位点的组合使用，筛选的效率受到一定的限制。

因此，本领域技术人员迫切需要利用基因的转录和翻译调控机制，开发新型培育抗除草剂作物的方法。

发明内容

本发明的目的在于利用基因的转录和翻译调控机制，开发新型培育抗除草剂作物的方法。

本发明的另一目的在于提供一种能够赋予或增强植物对HPPD抑制性除草剂的抗性多核苷酸序列及其在培育抗性植物中的应用。进一步的，本发明是通过突变HPPD基因组的5’端非翻译区(5’-UTR)以调节植物内源性HPPD基因的表达，而增强植物对HPPD抑制性除草剂的抗性。

在本发明的第一方面，提供了一种分离的5’-UTR核苷酸突变体，所述5’-UTR核苷酸突变体与亲本的5’-UTR核苷酸相比存在一个或多个核苷酸的差异，所述的差异包括在对应于SEQ ID NO.:1的第35位和/或第42位发生突变：

第35位的G；和/或

第42位的C。

在另一优选例中，所述突变包括缺失、取代、和/或插入。

在另一优选例中，所述第35位的G突变为A或T。

在另一优选例中，所述第42位的C突变为T或G。

在另一优选例中，所述突变选自下组：G35A、G35T、C42T、C42G、或其组合。

在另一优选例中，所述突变选自下组：G35A、C42T、或其组合。