[发明专利]耐草甘膦玉米GG2外源插入片段的旁侧序列及其应用

说明书

本发明涉及转基因耐草甘膦玉米GG2外源插入片段的旁侧序列及其应用。发明从转GR79和GAT基因的玉米植株中筛选到一个耐草甘膦效果显著的转基因事件GG2；通过染色体步移的方法获得了其左边界旁侧序列和右边界边界序列，左边界旁侧序列如SEQ ID NO.3的1‑440位所示，右边界旁侧序列如SEQ ID NO.3的6556‑7873位所示。两端的边界序列可以作为本转化事件的特异检测序列，通过两个边界序列设计引物，可以对转基因事件GG2特异性检测，并应用于检测试剂盒的开发。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别是涉及转基因耐草甘膦玉米植物及其检测。

背景技术

玉米(Zea mays L.)是大宗的粮食作物，又是重要的饲料和工业原料，杂草不仅与玉米竞争水、肥、光和空间等，而且易滋生病虫害，严重影响作物的生长发育，造成作物产量降低、品质下降，因此杂草防治是玉米生产中的重要环节。我国农田的主要杂草超过250种，分布面积达4000多万公顷，其中1000多万公顷农田受害严重。我国平均每年因草害造成作物减产约13％，直接经济损失占农作物总产值的10％～20％。人工除草会消耗大量的劳动力，造成种植成本的增加，机械中耕除草费用较高且容易造成土壤流失和板结，因此利用除草剂来控制杂草已成为现代农业不可缺少的一部分。但由于除草剂的非选择性特点使其在使用过程中不可避免的会对农作物的生长发育产生影响。20世纪80年代以来，随着生物基因工程技术的迅猛发展以及对植物抗除草剂机理分子水平上的研究进展使得通过转基因技术让农作物获得耐除草剂性状成为可能。1983年第一个除草剂抗性作物烟草问世，标志着这一领域的研究从探索走向成功，至今已经有多种耐除草剂转基因作物进行商业化种植，如玉米、大豆、棉花、油菜等，产生了巨大社会经济效益并在提高耕地利用效率、提高人工效率方面产生了巨大推动作用。

草甘膦是一种广谱灭生性、内吸传导型除草剂，凭借其广谱高效、环境友好等优点，现已成为世界上应用最广泛的农药品种。莽草酸途径是植物和微生物芳香族氨基酸合成的重要途径。在高等植物体内芳香族氨基酸中苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成过程中，5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)是关键性的酶之一。EPSPS在莽草酸代谢途径中催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与莽草酸-3-磷酸(S3P)缩合。草甘膦是PEP的竞争类似物，其作用机理就是通过与EPSPS和S3P形成稳定的复合体EPSPS-S3P-草甘膦，竞争性地抑制EPSPS的活性，阻断了莽草酸-3-磷酸转化为5-烯醇式丙酮酸-3-磷酸莽草酸，使芳香族氨基酸化合物的形成受阻，同时造成莽草酸大量积累，促使类黄酮以及酚类化合物等激素和关键性代谢物失调，打乱了生物正常氮代谢进而导致生物体的的死亡。根据草甘膦除草剂的作用机理，目前主要有3种方式培育抗草甘膦转基因作物：(1)过量表达EPSPS蛋白来补偿草甘膦造成的EPSPS蛋白损失；(2)转入epsps/aroA等基因，产生对草甘膦不敏感的EPSPS蛋白，如孟山都公司利用农杆菌菌株cp4的EPSPS基因开发的转基因玉米NK603和转基因大豆40-3-2；(3)转入草甘膦-N-乙酰转移酶GAT，直接使草甘膦失活。