本發(fā)明涉及植物蛋白和植物抗除草劑，具體涉及一種ahas突變型基因及其蛋白和其在育種中的應用。

背景技術：

1、在水稻直播中，雜草是影響水稻生產(chǎn)的主要問題，與移栽水稻相比，直播過程中雜草和水稻在出苗期沒有明顯差別，雜草和雜草稻可競爭吸收土壤資源中18％-48％的養(yǎng)分導致水稻減產(chǎn)。同時，雜草稻的生理特性與商業(yè)水稻非常相似，常用除草劑難以將其區(qū)分消除，因此稻田草害已成為影響直播稻高產(chǎn)和大面積推廣的關鍵制約因素。

2、除草劑與相應抗性水稻品種配合使用，不僅能夠有效防除普通雜草還能有效防除雜草稻。最成功的應用案例是磺酰脲類除草劑抗性水稻和磺酰脲類除草劑的配合使用。乙酰乳酸合成酶(acetohydroxyacid?synthase，ahas)是植物支鏈氨基酸(纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸)合成的關鍵酶，且主要存在于植物和微生物中，哺乳動物體內(nèi)不存在此酶，使其成為除草劑以及抗菌劑的理想靶點。以ahas為靶點研發(fā)獲得的除草劑是近30年以來世界范圍內(nèi)應用最廣泛的，主要包括磺酰脲類，咪唑啉酮類，三唑并嘧啶類，嘧啶水楊酸類和三唑啉酮類。雖然現(xiàn)在市場上已有部分除草劑抗性水稻品種與特定除草劑搭配的種植模式，但目前應用的抗除草劑水稻品種抗性位點相對單一，且隨著單一化除草劑的頻繁施用必將導致抗性雜草的產(chǎn)生，不斷研發(fā)出新型除草劑抗性水稻品種至關重要。

3、目前水稻中報道了一些ahas抗性位點，但突變體的抗性能力和適用的除草劑種類范圍有限。ahas突變抗除草劑水平與ahas氨基酸突變位置、氨基酸種類及突變氨基酸數(shù)目有關。因此，若培育具有除草劑抗性高、適用范圍廣的農(nóng)作物，本領域還迫切需要開發(fā)和改進ahas突變體形式。

4、為此提出一種ahas突變型基因及其蛋白和其在育種中的應用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為解決上述背景技術中提到的問題，本發(fā)明提供了一種ahas突變型基因及其蛋白和其在育種中的應用。

2、本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術方案：

3、在第一方面，本申請涉及一種ahas突變型蛋白，所述ahas突變蛋白是野生型ahas蛋白的氨基酸序列第230位的賴氨酸發(fā)生變異。

4、進一步地，所述野生型ahas蛋白的氨基酸序列第230位的賴氨酸突變?yōu)楦拾彼?、丙氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸和蘇氨酸中的任意一種。

5、進一步地，所述賴氨酸突變?yōu)樘於０窌r，其氨基酸序列如seq?id?no.1所示，所述賴氨酸突變?yōu)楸彼釙r，其氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

6、進一步地，所述野生型ahas蛋白的氨基酸序列缺失230位氨基酸。

7、第二方面，本申請涉及所述ahas突變蛋白的編碼基因。

8、第三方面，本申請涉及含有所述的編碼基因的表達盒、重組載體或重組細胞。

9、第四方面，本申請涉及所述ahas突變蛋白、所述編碼基因、所述的表達盒、重組載體或重組細胞在培育抗除草劑的植物中的應用，所述除草劑為ahas抑制劑類除草劑。

10、第五方面，本申請涉及用于培育所述的抗除草劑植物的方法，包括如下步驟：

11、通過導入包含所述ahas突變蛋白的編碼基因或通過基因編輯獲得ahas突變蛋白的編碼基因等方式獲得轉(zhuǎn)基因植物；

12、所述轉(zhuǎn)基因植物中表達出所述ahas突變蛋白。

13、進一步地，所述植物為水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、大麥、燕麥、黑麥、谷子、高粱、煙草、青稞、向日葵、油菜、苜蓿、粟、甘蔗、番茄、木薯、馬鈴薯、白菜、甘藍、黃瓜、西瓜、甜瓜、花椰菜、西藍花、擬南芥中的一種。

14、進一步地，還包括通過基因編輯、雜交、回交、自交或無性繁殖的方法使所述植物含有所述ahas突變蛋白的編碼基因或使所述植物表達所述ahas突變型蛋白。

技術特征：

1.一種ahas突變型蛋白，其特征在于，所述ahas突變蛋白是野生型ahas蛋白的氨基酸序列第230位的賴氨酸發(fā)生變異。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ahas突變型蛋白，其特征在于，所述野生型ahas蛋白的氨基酸序列第230位的賴氨酸突變?yōu)楸彼?、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸和蘇氨酸中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ahas突變型蛋白，其特征在于，所述賴氨酸突變?yōu)樘於０窌r，其氨基酸序列如seq?id?no.1所示，所述賴氨酸突變?yōu)楸彼釙r，其氨基酸序列如seqid?no.2所示。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ahas突變型蛋白，其特征在于，所述野生型ahas蛋白的氨基酸序列缺失230位氨基酸。

5.權(quán)利要求1至4任一項所述的ahas突變蛋白的編碼基因。

6.含有權(quán)利要求5所述的編碼基因的表達盒、重組載體或重組細胞。

7.權(quán)利要求1至4任一項所述的ahas突變蛋白,權(quán)利要求5所述的編碼基因,權(quán)利要求6所述的表達盒、重組載體或重組細胞在培育抗除草劑的植物中的應用，其特征在于，所述除草劑為ahas抑制劑類除草劑。

8.用于培育權(quán)利要求7中的抗除草劑植物的方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的培育抗除草劑植物的方法，其特征在于，所述植物為水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、大麥、燕麥、黑麥、谷子、高粱、煙草、青稞、向日葵、油菜、苜蓿、粟、甘蔗、番茄、木薯、馬鈴薯、白菜、甘藍、黃瓜、西瓜、甜瓜、花椰菜、西藍花、擬南芥中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8、9所述的培育抗除草劑植物的方法，其特征在于，還包括通過基因編輯、雜交、回交、自交或無性繁殖的方法使所述植物含有所述ahas突變蛋白的編碼基因或使所述植物表達所述ahas突變型蛋白。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種AHAS突變型基因及其蛋白和其在育種中的應用，涉及植物蛋白和植物抗除草劑技術領域。本發(fā)明提供一種AHAS突變型蛋白，所述AHAS突變蛋白是野生型AHAS蛋白的氨基酸序列第230位的賴氨酸發(fā)生變異。所述賴氨酸突變?yōu)樘於０窌r，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述賴氨酸突變?yōu)楸彼釙r，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。本發(fā)明提供一種抗除草劑植物，其含有編碼所述AHAS突變型蛋白的核酸或表達所述AHAS突變型蛋白。本發(fā)明提供抗除草劑水稻，其含有編碼所述AHAS突變型蛋白的核酸或表達所述AHAS突變型蛋白。本發(fā)明通過使水稻含有編碼所述AHAS突變型蛋白的核酸或表達所述AHAS突變型蛋白獲得的水稻植株對AHAS抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性。

技術研發(fā)人員：汪穎,劉學軍,王勝軍,蘇京平,蔡昱萌,劉燕清,何飛,劉靜妍,郭彥麗,李軍玲,孫玥,張曉,任慶肖
受保護的技術使用者：天津市農(nóng)業(yè)科學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21