[发明专利]编码谷胱甘肽S-转移酶的脱氧核糖核酸及其应用

说明书

本发明涉及一种新颖的脱氧核糖核酸(DNA)及其在载体，宿主生物体与植物的转化，并且产生对除草剂抗性提高的植物中的应用。

目前已经公开了植物的基因修饰，从而它们具有对具体的除草剂提高的抗性。这使得采用具有低选择性但在一些植物的作物中具有其它有益特性的除草剂是可能的，其中的植物在最初非转基因形式下将受到这些除草剂的损伤。因此，抗除草剂植物的提供提高了所能使用的除草剂的选择性，并且在许多情况下它也可能与相对低的除草剂的应用量有关，例如当达到特殊的杀伤限度时，是否对不想要的植物的控制仅仅发生在它们出现以后。因此，相当有必要生产出具有对其它除草剂的抗性提高的新颖的作物植物。

谷胱甘肽S-转移酶为多功能蛋白，该蛋白对细胞毒物质的解毒贡献非常之大。该酶催化被还原的谷胱甘肽与亲电子的疏水底物相结合，其中该底物来源可以是天然的或合成的。

在植物体中谷胱甘肽S-转移酶的生理学底物及其在植物代谢中的作用所知并不详细。但是，已经证实这些酶涉及解毒并且因此涉及许多重要除草剂的选择性的机理，其中的除草剂选自硫代氨基甲酸盐，乙酰氯苯胺与S-triacines的组中：Mozer T.J.，Tiemeier D.C.，JaworskiE.G.，生物化学，22：1068-1072(1983)；Moore R.E.，DaviesM.S.，O’Connell K.M.，Harding E.I.，Wiegand R.C.，Tiemeier D.C.，Nucleic Acids Res.14：7227-7235(1983)；Grove G.，ZarlengoR.P.，Timmermann K.P.，Li N.，Tam M.F.，Tuc C.P.D.，Nucleic Acids Res.16：425-438(1988)。

现已发现一种编码新的蛋白质谷胱甘肽S-转移酶III c(下文为“GST III c”)的新的脱氧核糖核酸，其具有列于SEQ ID NO：2中的氨基酸序列(根据本发明的新的DNA下文称作“GST III c DNA”)。

进一步，已经发现与相应的“起始植物”相比，将新的GST III c DNA插入到其基因组中的植物对除草剂，其中优选杂芳氧基乙酰胺除草剂的抗性有所提高。

新的GST III c DNA是从Mutin变种的玉米(Zea mais)中分离出来的。该DNA以显示在SEQ ID NO：2中的氨基酸序列编码蛋白GSTIII c。在植物细胞中，2分子的蛋白GST III c自发地形成二聚活性酶(下文称作“GST III c酶”)，该酶确保所使用的除草剂的解毒并且因此使得该植物对除草剂具有抗性。

根据本发明优选的GST III cDNA具有列于SEQ ID NO：1中的序列。

根据本发明同样优选的是如包含在下文所描述的载体质粒pET3a-GST III c与pSS-GST III c上的GST III cDNA。

新的GST III c DNA可以呈单链的形式或是呈额外地含有一条互补于该特殊的单链的链的双链形式。

在本发明的一个优选的实施方案中，GST III c DNA具有一个在5’末端上游插入的、在植物中有效的启动子。在植物体中通常有效的启动子可以用于这一目的。可提到的一个实例为核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶(rbsc)的小的亚单位的基因启动子(参见EMBO杂志，第五卷，第九期，2063-2071页(1986))。优选采用来自植物病毒的启动子，例如所提到的CaMV 35S RNA启动子。特别优选使用沿着5’-3’序列的CaMV 35S增强子与CaMV 35S启动子的已知的构建物(“CaMV35S双启动子”)。一个相对应的优选的GST III c DNA与CaMV双启动子的构建物存在于下文所解释的载体质粒pSS-GST III c上。但是，也有可能使用调节玉米，Mutin变种中GST III c DNA表达的天然启动子。

在5’-3’序列跟随GST III c DNA的3’终止序列的性质变化非常之大并且对本发明并非至关重要。优选采用植物3’-终止序列。也有可能采用例如从玉米，Mutin变种中衍生的GST III c基因的天然终止序列。

同样，本发明的一部分为具有显示在SEQ ID NO：2中的氨基酸序列的新的蛋白GST III c及其同样的新的二聚物(GST III c酶)，该二聚物如上面已经提及的，它是在植物细胞内蛋白GST III c形成之后自发地从2分子的蛋白GST III c生成的。