[发明专利]一种突变的PDS多肽及其应用

说明书

本发明提供了抗除草剂基因、多肽及其在植物育种中的应用，具体地，本发明提供了一种突变的PDS多肽，所述突变的PDS多肽与亲本PDS多肽相比，在对应于SEQ ID No.1第538位氨基酸发生突变。突变后的PDS多肽对除草剂具有很强的耐受性，在提高和培育抗PDS抑制剂性除草剂植物领域具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及赋予植物对PDS抑制剂性除草剂产生抗性或耐受性的突变型PDS多肽、其编码核酸以及应用。

背景技术

农田杂草是作物生产中的主要危害之一，而施用化学除草剂是防治农田杂草最经济有效的手段。然而，随着除草剂的持续和大量使用，近年来越来越多的杂草对除草剂产生抗性，抗性杂草已经发展成为全球性问题。开发能够有效应对抗性杂草的具有不同作用机制的除草剂成为应对全球杂草危害最经济有效的解决方法。

八氢番茄红素脱氢酶PDS(phytoene desaturase)，是植物体内类胡萝卜素合成途径中的首要限速酶，参与以异戊二烯焦磷酸(IPP)和二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)为前体生成类胡萝卜素的过程。

PDS抑制剂类除草剂包括，氟草敏、氟丁酰草胺、氟吡酰草胺、吡氟酰草胺、氟啶草酮、氟咯草酮、呋草酮、达草灭、氟啶酮，这些除草剂能够于PDS结合，抑制其活性，使八氢番茄红素大量累积，导致叶绿素不能稳定的存在，使植物失去光合作用能力而停止生长。

吡氟酰草胺(Diflufenican)是一种取代吡啶基酰苯胺类除草剂，主要用于玉米、大豆及麦田防除多种一年生禾本科杂草和某些阔叶杂草。吡氟酰草胺通过抑制八氢番茄红素脱氢酶(PDS)，阻碍类胡萝卜素生物合成，导致叶绿素破坏及细胞破裂，这引起明显的漂白症状和易感植物组织坏死，最终导致植物死亡。

发明内容

为了增强植物对PDS抑制剂类除草剂的解毒能力，培育强抗性品种，我们对PDS基因进行定向进化并获得了对PDS抑制剂类除草剂具有抗性或耐受性的突变PDS多肽。

本发明的目的是提供一种可提高植物对PDS抑制性除草剂产生抗性或耐受性的突变型PDS多肽；本发明还涉及突变型PDS的生物学活性片段，编码所述蛋白或片段的多核苷酸及其应用。

本发明中，所述PDS蛋白，在水稻中，该基因编号为LOC_Os03g08570，编码八氢番茄红素脱氢酶，氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

一方面，本发明提供了一种PDS(phytoene desaturase)的突变多肽，所述突变多肽与亲本PDS的氨基酸序列相比，在对应于SEQ ID No.1所示氨基酸序列的第538位氨基酸位点处存在突变。

在另一优选例中，所述的突变为氨基酸的插入、缺失或替换。

在另一优选例中，所述的突变多肽为除草剂抗性/耐受性多肽，尤其是针对PDS抑制剂类除草剂的抗性/耐受性。

在一个实施方式中，所述第538位氨基酸位点为L。

在一个实施方式中，所述第538位氨基酸突变为非L的氨基酸，例如，A，V，G，Q，F，W，Y，D，N，E，K，M，T，C，P，H，R，I，S；优选，V。

在一个实施方式中，所述第538位氨基酸突变为V。

另一方面，本发明提供了一种突变型的PDS多肽，所述突变型的PDS多肽选自以下I-III任意一组：

I、由SEQ ID No.1所示氨基酸序列第538位氨基酸位点处产生突变得到的突变型的PDS多肽；