[发明专利]柠檬酸合酶基因、柠檬酸合酶、作为靶标的应用及除草剂

说明书

本发明属于新农药开发技术领域，具体涉及柠檬酸合酶基因、柠檬酸合酶、作为靶标的应用及除草剂。本发明将被异戊酸处理后的稗草样本，采用TMT定量蛋白质组学技术、非靶向GC/MS代谢组学技术和蛋白质组学和代谢组学联合分析，发现柠檬酸合酶及其檬酸合成酶基因是异戊酸抑制稗草生长的靶标酶和基因。此外，克隆和定位了柠檬酸合酶基因，并进行柠檬酸合酶体内体外活性、荧光半定量PCR和异源过表达水稻验证，柠檬酸合酶及其柠檬酸合酶基因是异戊酸抑制稗草生长的靶标酶和基因。本发明中的柠檬酸合酶和柠檬酸合酶基因是新型除草剂作用靶标，为抗性治理提供新产品和新方案，实现抗药性杂草高效精准可持续防控。

技术领域

本发明属于新农药开发技术领域，具体涉及柠檬酸合酶基因、柠檬酸合酶、作为靶标的应用及除草剂。

背景技术

化学控草是现代农业的必要措施和重要标志，杂草在除草剂选择压力下进化出抗药性是必然规律和现实危害，全球已有1581例杂草生物型对167种除草剂产生抗药性且呈愈演愈烈之势，任其发展将面临“无药可用”、草害猖獗的困境。

挖掘新的作用靶标酶已是新农药创制的热点研究领域。对羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)是20世纪90年代发现的一类新型除草剂靶标酶，针对该酶的除草剂具有活性高、杀草谱广、芽前芽后均可用、残留低、环境相容性好、使用安全，无交互抗性，应用前景广大。先正达公司开发的甲基黄草酮就是以HPPD为靶标为靶标开发的除草剂，防除大多数阔叶杂草及少数禾本科杂草，尤其是所有抗三氮苯与ALS的杂草，一经上市便成为玉米田最受欢迎的除草剂品种之一。国内公司开发的小麦田除草剂双唑草酮和喹草酮均是以HPPD为靶标设计的新型除草剂，杀草谱广、活性高、安全性高。丙酮酸脱氢酶系(PDHc)是生物体内重要的氧化还原酶之一，广泛存在于高等植物、微生物及哺乳动物中，为一个复杂的多酶体系。丙酮酸氧化脱羧转化成为乙酰辅酶A是生物体内的关键代谢过程，它连接糖的有氧氧化与三羧酸循环和氧化磷酸化，其必须在丙酮酸脱氢酶系(PDHc)的催化下才能进行。华中师范大学杨光富团队采用生物合理设计合成的方法，发现HW-02化合物在较大剂量范围内对禾本科作物安全，可用于茎叶处理和杂草萌发前土壤处理，可作为小麦田、水稻、玉米等多种作物除草剂应用开发。

针对农田抗药性杂草种类多、分布广、危害重、损失大、防控技术匮乏等生产问题，研创具有自主知识产权的新型除草剂，是解决杂草危害最直接最有效的途径，特别是以作用靶标酶为研究蛋白模型开发新型高效除草剂，为抗性治理提供新产品和新方案，实现抗药性杂草高效精准可持续防控。然而，近年来新型除草剂作用靶标鲜有报道。

发明内容

为了解决农田杂草交互抗性蔓延、药剂缺乏、靶标陈旧的技术问题，本发明选择将柠檬酸合酶基因或柠檬酸合酶作为除草剂的靶标来开发型高效除草剂。

本发明的技术方案如下：

一种柠檬酸合酶基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

克隆所述柠檬酸合酶基因的引物对包括CA-JBF和CA-R，所述CA-JBF的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，所述CA-R的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。

柠檬酸合酶基因作为除草剂的靶标的应用，柠檬酸合酶基因的核苷酸序列如SEQID NO:1所示。

柠檬酸合酶作为除草剂的靶标的应用。

所述柠檬酸合酶的基因核苷酸序列全长为SEQ ID NO:1所示。

所述除草剂包含抑制柠檬酸合酶的活性或/和降低柠檬酸合酶基因转录水平的异戊酸。

所述异戊酸的质量浓度为8.3358mg/mL。

一种提高农作物的除草剂抗性的方法，方法为在农作物中过表达柠檬酸合酶基因。