DNA分子、生物材料以及获得抗草甘膦转基因植物的方法与流程

专利2026-07-08  10


本发明涉及农业生物,具体涉及一种dna分子、一种生物材料、所述dna分子或所述生物材料的应用、一种获得抗草甘膦转基因植物的方法。


背景技术:

1、转基因技术的商业化生产涉及包括抗虫、抗除草剂、抗病、育性改变、品质改良等在内的超过16类目标性状,涉及以抗除草剂和抗虫为主的大豆、玉米、棉花、油菜等转基因作物。草甘膦抗性转基因产品是应用最为广泛的转基因产品之一。草甘膦的靶标是5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(epsps),草甘膦可与磷酸烯醇式丙酮酸竞争性地结合epsps,进而导致分支酸合成受阻,阻断芳香族氨基酸及其衍生物的合成,扰乱生物体正常的氮代谢而使植物死亡。epsps基因分为两种类型:ⅰ型和ⅱ型。ⅰ型主要来源于植物和微生物,天然对草甘膦敏感,经突变或人工改造后具有一定的耐草甘膦特性;ⅱ型通常来源于对草甘膦有抗性的微生物。目前应用最成功的是孟山都公司开发的来自于农杆菌的草甘膦抗性基因cp4-epsps,属于ii型抗性基因,植物源的抗性epsps比较少见,能够在水稻、玉米等农作物中有效发挥抗草甘膦作用的植物源抗性epsps更是极其有限。

2、尽管转基因种植面积不断扩大,但对转基因产品的争议仍时有报道,其中争议之一是筛选标记可能带来的潜在风险,目前使用最多的是抗生素类和除草剂类筛选标记,如潮霉素-hpt筛选系统、卡纳霉素-nptii筛选系统等。这些筛选标记绝大多数为细菌等来源的外源基因,其转入植物后对靶标生物的抗性、有无致敏性或毒素等方面的影响会引起一部分人的担忧。因此,寻找可用作筛选标记且具备除草剂抗性的植物内源基因资源显得尤为必要。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供抗草甘膦epsps基因,以丰富抗除草剂基因资源,并提供利用具备除草剂抗性的植物源基因作为筛选标记的植物遗传转化筛选载体,本发明提供的所述dna分子和生物材料能够实现epsps基因在农作物中的高效表达并体现出高草甘膦抗性。

2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种dna分子,其编码抗草甘膦i型epsps蛋白,其核苷酸序列为如下任一种:

3、(1)具有seq id no.1所示的核苷酸序列或与其互补的核苷酸序列;

4、(2)在严格条件下能够与如seq id no.1所示的核苷酸序列杂交的核苷酸序列;

5、(3)来源于植物,且与如seq id no.1所示的核苷酸具有至少85%的同源性、编码抗草甘膦i型epsps蛋白的核苷酸序列。

6、本发明第二方面提供一种生物材料,所述生物材料包含如上所述的dna分子;

7、优选地,所述生物材料为表达盒、载体、宿主细胞或转基因植物细胞系。

8、优选地,所述表达盒为转基因筛选表达盒,所述转基因筛选表达盒以植物源基因作为筛选标记,所述植物源基因包含如上所述的dna分子。

9、优选地,所述表达盒的核苷酸序列如seq id no.3所示。

10、优选地,所述载体为植物遗传转化筛选载体,其包含如上所述的表达盒。

11、优选地,所述植物遗传转化筛选载体的核苷酸序列如seq id no.4所示。

12、本发明第三方面提供如上所述的dna分子或如上所述的生物材料的如下任一种应用:

13、(1)在提高植物对除草剂的抗性中的应用;优选地,所述除草剂为草甘膦;

14、(2)在选育抗除草剂植物中的应用;

15、(3)在植物种质资源改良或制备转基因植物中的应用;

16、(4)在作为植物遗传转化的筛选标记或筛选载体中的应用。

17、本发明第四方面提供一种获得抗草甘膦转基因植物的方法,该方法包括将如上所述的dna分子转入目的植物中,得到转基因植物;然后对所述转基因植物进行抗性筛选,得到抗草甘膦转基因植物。

18、本发明提供的dna分子源自苋草epsps基因,能够使得植物抗草甘膦,是一种新的植物源草甘膦抗性基因资源。本发明提供的经特异优化的苋草epsps基因表达盒能够使得抗性基因在作物中高表达,且转基因植物体现出了高草甘膦抗性,最高可抗15倍草甘膦,远高于目前普遍报道的3-4倍左右的抗性。同时本发明还提供了以该表达盒为基础的植物遗传转化筛选载体可作为用于植物的遗传转化,可用于水稻、玉米、大豆遗传转化。本发明的筛选标记为植物源基因,可有效降低公众对转基因植物安全性的担忧,并在转基因过程中增加了选择性,有利于商业化应用,有较好的市场价值和社会效益。

19、本发明获得的pcmoep作为植物双元表达载体,可赋予植物对草甘膦和草铵膦两种除草剂的高抗性,还可以通过克隆其他表达盒进入该载体,进行遗传转化,获得相应的性状,如:将荧光蛋白表达盒、gus报告基因表达盒、抗虫表达盒、抗除草剂表达盒、其他功能基因等。



技术特征:

1.一种dna分子,其特征在于,其编码抗草甘膦i型epsps蛋白,其核苷酸序列为如下任一种:

2.根据权利要求1所述的dna分子,其中,所述植物为苋草,且所述核苷酸序列为如seqid no.1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸密码子得到的编码抗草甘膦i型epsps蛋白的核苷酸序列。

3.一种生物材料,其特征在于,所述生物材料包含权利要求1或2所述的dna分子;

4.根据权利要求3所述的生物材料,其中,所述表达盒为转基因筛选表达盒,所述转基因筛选表达盒以植物源基因作为筛选标记,所述植物源基因包含权利要求1或2所述的dna分子。

5.根据权利要求3或4所述的生物材料,其中,所述表达盒还包含用于启动和终止所述dna分子转录的启动子和终止子;

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的生物材料,其中,所述表达盒的核苷酸序列如seq id no.3所示。

7.根据权利要求3所述的生物材料,其中,所述载体为植物遗传转化筛选载体,其包含权利要求3-6任意一项所述的表达盒;

8.权利要求1或2所述的dna分子或权利要求3-7中任意一项所述的生物材料的如下任一种应用:

9.根据权利要求8所述的应用,其中,所述植物为水稻、玉米、小麦、高梁、棉花、大麦、黑麦、小米、青稞、烟草、大豆、花生、芝麻、亚麻子、茵宿、燕麦、油菜籽或拟南芥。

10.一种获得抗草甘膦转基因植物的方法,其特征在于,该方法包括将权利要求1或2所述的dna分子转入目的植物中,得到转基因植物;然后对所述转基因植物进行抗性筛选,得到抗草甘膦转基因植物。


技术总结
本发明涉及农业生物技术领域,公开了DNA分子、生物材料以及获得抗草甘膦转基因植物的方法,本发明提供的所述DNA分子编码抗草甘膦I型EPSPS蛋白,所述DNA分子以及生物材料能够赋予植物草甘膦高抗性,最高可抗15倍草甘膦,远高于目前普遍报道的3‑4倍左右的抗性。

技术研发人员:安云辉,刘川,王鹤鸣,宁卫
受保护的技术使用者:海南乾鸿本源生物科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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