[发明专利]一种植物ACCase突变型蛋白及其基因序列和应用

说明书

本发明公开了一种植物抗除草剂ACCase突变型蛋白以及相应基因和应用。所述ACCase突变型蛋白的氨基酸序列对应于野生型植物ACCase的氨基酸序列的第2097位发生突变，由色氨酸突变为缬氨酸、脯氨酸、精氨酸、丝氨酸、酪氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、色氨酸、赖氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、丙氨酸以及谷氨酸中的一种。本发明还提供一种介导产生内源抗除草剂植物的位点，通过改变植物乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)基因型，使突变体植株具有对乙酰辅酶A羧化酶抑制剂类除草剂的抗(耐)性。

技术领域

本发明涉及基因工程和植物育种领域，具体涉及采用分子育种或常规诱变等途径产生内源抗除草剂植物的位点，该基因所编码的蛋白的氨基酸序列对应于野生型植物ACCase的氨基酸序列的第2097位发生突变。

背景技术

粮食短缺是本世纪最严重的全球性问题之一，近年来随着社会经济的快速发展和农业技术的不断提高，粮食短缺的问题得到缓解，但为了满足由于人口迅速增长而不断扩大的粮食需求，急需提高植物产量和改善稻米品质。随着植物直播栽培技术在农业生产中的大面积应用，植物直播生产中农田杂草问题成为影响农作物产量的重要因素。为了防除稻田杂草，不仅投入大量的人力物力和财力，还喷洒了大量除草剂。而传统的育种方式周期长，可利用的种质资源匮乏，因此，培育抗除草剂的植物十分必要。

由于化学除草剂的广泛使用，杂草抗性发生的速度如此之快、范围如此之广，不但增加了除草成本，也增加了环境压力。目前，对抗性杂草种群形成的原因有两种观点：一种认为杂草长期与除草剂接触，而使除草剂作用部位的编码基因发生突变或者基因表达发生改变，结果导致杂草对除草剂的解毒能力提高或者出现对除草剂具有耐药性或抗药性的种群。总的来说，杂草抗性的形成，基本上是一个抗性基因被选择的过程，抗药性基因的遗传是杂草产生抗药性的基础。之前的报道认为，抗药性的产生不仅是由于植物改变了对除草剂的吸收与转运或植物加速了除草剂的代谢，且主要是因为除草剂的作用部位发生了改变。相当一部分杂草通过靶标酶ACCase的变化来解除或减少其与除草剂的亲和性而获得抗性。因此迫切需要开发新的抗除草剂位点来满足育种和生产所需。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以赋予植物抗(耐)乙酰辅酶A羧化酶类除草剂抗性的植物ACCase突变型蛋白。

为此，本发明提供了一种编码植物ACCase突变型蛋白的核酸或基因。

在一种实施方式中，本发明提供了一种植物ACCase突变型蛋白，所述ACCase突变型蛋白的氨基酸序列经过定点替换：其对应于植物ACCase的氨基酸序列的第2097位发生突变。

优选地，本发明的植物ACCase的氨基酸序列第2097位氨基酸由色氨酸突变为甘氨酸。

优选地，本发明的植物ACCase的氨基酸序列第2097位氨基酸突变除了甘氨酸之外的其它氨基酸。

优选地，本发明的ACCase突变型蛋白发生突变的氨基酸位点突变成其他氨基酸的情况也在本发明的保护范围之内，例如：第2097位氨基酸由色氨酸突变为缬氨酸、脯氨酸、精氨酸、丝氨酸、酪氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、色氨酸、赖氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、丙氨酸以及谷氨酸中的一种；

本发明还提供一种植物ACCase突变型蛋白，该植物ACCase突变型蛋白包括：(a)氨基酸序列为序列表中SEQ ID NO:1中所示序列的蛋白质，以及(b)对(a)中所示的氨基酸序列经过定点替换具有乙酰辅酶A羧化酶活性的由(a)衍生的蛋白质。

本发明还提供一种核酸或基因，其编码所述的蛋白。

本发明所述的核酸或基因，包括：

(i)编码所述的蛋白的核酸或基因；或