用于PPO除草剂耐受性的方法和组合物技术

本发明专利技术涉及生物技术并且提供用于赋予对原卟啉原氧化酶抑制剂除草剂的耐受性的新颖重组DNA分子和工程化蛋白质。本发明专利技术还提供了含有所述重组DNA分子的除草剂耐受性转基因植物、种子、细胞以及植物部分，以及其使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于PPO除草剂耐受性的方法和组合物相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月15日提交的美国临时申请号62/599,386的优先权权益，该临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。专利
本专利技术涉及农业、植物生物技术以及分子生物学领域。更具体地说，本专利技术涉及编码提供对抑制原卟啉原氧化酶的除草剂的耐受性的工程化蛋白质的重组DNA分子，以及其使用方法。序列表的并入计算机可读形式的序列表通过电子方式与本申请一起提交，并且以全文引用的方式并入本申请中。序列表含于名为MONS429WO_ST25.txt的文件中，该文件的大小为296千字节(在操作系统MSWindows中测量)并且创建于2018年12月13日。专利技术背景农作物生产通常利用使用生物技术方法形成的转基因性状。可将异源基因(也称为转基因)引入植物中，以产生转基因性状。转基因在植物中表达赋予植物诸如除草剂耐受性等性状。转基因除草剂耐受性性状的实例包括草甘膦耐受性、草铵膦耐受性以及麦草畏耐受性。随着对常用除草剂具有抗性的杂草种类增加，本领域中需要新的除草剂耐受性性状。特别受关注的除草剂包括抑制原卟啉原氧化酶(PPO，EC1.3.3.4)的除草剂，称为PPO除草剂。PPO除草剂提供对一系列除草剂抗性杂草的控制，从而使赋予对这些除草剂的耐受性的性状在合并有一种或多种其他除草剂耐受性性状的农作系统中特别有用。本专利技术提供了可用于在植物中提供PPO除草剂耐受性的新颖工程化除草剂耐受性原卟啉原氧化酶。专利技术内容在一个方面中，本专利技术提供了一种重组DNA分子，所述重组DNA分子包含可操作地连接至编码具有除草剂耐受性原卟啉原氧化酶活性的蛋白质的核酸分子的异源启动子，其中所述蛋白质与选自由SEQIDNO:1-23组成的组的氨基酸序列具有至少约50％序列同一性，并且在对应于SEQIDNO:1的残基125至146的位置处包含至少一个第一氨基酸取代，其中所述取代选自由以下组成的组：L125I、L125V、R126A、Y127W、P128A、P128D、P128E、P128K、P128L、P128Q、P128R、P128S、P128T、R129A、R129E、R129G、R129H、R129I、R129K、R129L、R129N、R129Q、R129S、Y130L、R131A、W132A、W132F、W132I、W132K、W132L、W132P、W132R、W132S、W132T、W132V、W132Y、I133A、D134A、D134N、D134Q、D134T、K135A、K135Q、K135R、K135S、K135T、K135V、V136A、M137A、M137C、M137I、M137L、M137S、M137V、I138L、I138M、I138V、Q139A、Q139C、Q139E、Q139G、Q139H、Q139K、Q139L、Q139M、Q139R、Q139S、L140A、L140C、L140F、L140G、L140H、L140I、L140M、L140N、L140Q、L140S、L140T、L140V、L140W、L140Y、I141V、M142L、M142S、M142V、R143A、M144A、T145A、G146A、G146D、G146H、G146K以及G146N。在某些实施方案中，所述蛋白质与选自由SEQIDNO:1-23组成的组的氨基酸序列具有具有至少约50％序列同一性、至少约60％序列同一性、至少约70％序列同一性、至少约80％序列同一性、至少约85％序列同一性、至少约90％序列同一性、至少约91％序列同一性、至少约92％序列同一性、至少约93％序列同一性、至少约94％序列同一性、至少约95％序列同一性、至少约96％序列同一性、至少约97％序列同一性、至少约98％序列同一性以及至少约99％序列同一性，并且在对应于SEQIDNO:1的残基125至146的位置处包含至少一个第一氨基酸取代，其中所述取代选自由以下组成的组：L125I、L125V、R126A、Y127W、P128A、P128D、P128E、P128K、P128L、P128Q、P128R、P128S、P128T、R129A、R129E、R129G、R129H、R129I、R129K、R129L、R129N、R129Q、R129S、Y130L、R131A、W132A、W132F、W132I、W132K、W132L、W132P、W132R、W132S、W132T、W132V、W132Y、I133A、D134A、D134N、D134Q、D134T、K135A、K135Q、K135R、K135S、K135T、K135V、V136A、M137A、M137C、M137I、M137L、M137S、M137V、I138L、I138M、I138V、Q139A、Q139C、Q139E、Q139G、Q139H、Q139K、Q139L、Q139M、Q139R、Q139S、L140A、L140C、L140F、L140G、L140H、L140I、L140M、L140N、L140Q、L140S、L140T、L140V、L140W、L140Y、I141V、M142L、M142S、M142V、R143A、M144A、T145A、G146A、G146D、G146H、G146K以及G146N。在一些实施方案中，所述蛋白质包含所述氨基酸取代中的至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个。在另一实施方案中，所述蛋白质与选自由SEQIDNO:24-124和249-263组成的组的氨基酸序列具有至少约90％序列同一性。在另一实施方案中，所述蛋白质包含HemG类原卟啉原氧化酶。在另一实施方案中，至少一个第一氨基酸取代位于此类HemG类原卟啉原氧化酶的长链插入环中。在另一实施方案中，本专利技术的重组DNA分子包含在植物细胞的基因组中。在某些实施方案中，异源启动子(例如在植物细胞中具功能性的启动子)可操作地连接至编码具有除草剂耐受性原卟啉原氧化酶活性的蛋白质的核酸分子，其中所述蛋白质与选自由SEQIDNO:1-23组成的组的氨基酸序列具有至少50％序列同一性，并且在对应于SEQIDNO:1的残基125至146的位置处包含至少一个第一氨基酸取代，其中所述取代选自由以下组成的组：L125I、L125V、R126A、Y127W、P128A、P128D、P128E、P128K、P128L、P128Q、P128R、P128S、P128T、R129A、R129E、R129G、R129H、R129I、R129K、R129L、R129N、R129Q、R129S、Y130L、R131A、W132A、W132F、W132I、W132K、W132L、W132P、W132R、W132S、W132T、W132V、W132Y、I133A、D134A、D134N、D134Q、D134T、K135A、K135Q、K135R、K135S、K135T、K135V、V136A、M137A、M137C、M137I、M137L、M1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重组DNA分子，所述重组DNA分子包含可操作地连接至编码具有除草剂耐受性原卟啉原氧化酶活性的蛋白质的核酸分子的异源启动子，其中所述蛋白质与选自由SEQ IDNO:1-23组成的组的氨基酸序列具有至少50％序列同一性，并且在对应于SEQ ID NO:1的残基125至146的位置包含至少一个第一氨基酸取代，其中所述取代选自由以下组成的组：L125I、L125V、R126A、Y127W、P128A、P128D、P128E、P128K、P128L、P128Q、P128R、P128S、P128T、R129A、R129E、R129G、R129H、R129I、R129K、R129L、R129N、R129Q、R129S、Y130L、R131A、W132A、W132F、W132I、W132K、W132L、W132P、W132R、W132S、W132T、W132V、W132Y、I133A、D134A、D134N、D134Q、D134T、K135A、K135Q、K135R、K135S、K135T、K135V、V136A、M137A、M137C、M137I、M137L、M137S、M137V、I138L、I138M、I138V、Q139A、Q139C、Q139E、Q139G、Q139H、Q139K、Q139L、Q139M、Q139R、Q139S、L140A、L140C、L140F、L140G、L140H、L140I、L140M、L140N、L140Q、L140S、L140T、L140V、L140W、L140Y、I141V、M142L、M142S、M142V、R143A、M144A、T145A、G146A、G146D、G146H、G146K以及G146N。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 US 62/599,3861.一种重组DNA分子，所述重组DNA分子包含可操作地连接至编码具有除草剂耐受性原卟啉原氧化酶活性的蛋白质的核酸分子的异源启动子，其中所述蛋白质与选自由SEQIDNO:1-23组成的组的氨基酸序列具有至少50％序列同一性，并且在对应于SEQIDNO:1的残基125至146的位置包含至少一个第一氨基酸取代，其中所述取代选自由以下组成的组：L125I、L125V、R126A、Y127W、P128A、P128D、P128E、P128K、P128L、P128Q、P128R、P128S、P128T、R129A、R129E、R129G、R129H、R129I、R129K、R129L、R129N、R129Q、R129S、Y130L、R131A、W132A、W132F、W132I、W132K、W132L、W132P、W132R、W132S、W132T、W132V、W132Y、I133A、D134A、D134N、D134Q、D134T、K135A、K135Q、K135R、K135S、K135T、K135V、V136A、M137A、M137C、M137I、M137L、M137S、M137V、I138L、I138M、I138V、Q139A、Q139C、Q139E、Q139G、Q139H、Q139K、Q139L、Q139M、Q139R、Q139S、L140A、L140C、L140F、L140G、L140H、L140I、L140M、L140N、L140Q、L140S、L140T、L140V、L140W、L140Y、I141V、M142L、M142S、M142V、R143A、M144A、T145A、G146A、G146D、G146H、G146K以及G146N。


2.如权利要求1所述的重组DNA分子，其中所述蛋白质包含所述氨基酸取代中的至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个。


3.如权利要求1所述的重组DNA分子，其中所述蛋白质与选自由SEQIDNO:24-124和249-263组成的组的氨基酸序列具有至少90％序列同一性。


4.如权利要求1所述的重组DNA分子，其中所述蛋白质包含HemG类原卟啉原氧化酶。


5.如权利要求4所述的重组DNA分子，其中所述氨基酸取代位于所述酶中的长链插入环中。


6.如权利要求1所述的重组DNA分子，其中所述异源启动子在植物细胞中具功能性。


7.如权利要求6所述的重组DNA分子，其中所述核酸分子可操作地连接至编码用于定位细胞内的所述蛋白质的转运序列的DNA分子。


8.如权利要求1所述的重组DNA分子，其中所述重组DNA分子包含于植物细胞的基因组中。


9.一种DNA构建体，所述DNA构建体包含如权利要求1所述的重组DNA分子。


10.一种工程化蛋白质，所述工程化蛋白质由如权利要求1所述的重组DNA分子编码。


11.一种转基因植物、种子、细胞或植物部分，所述转基因植物、种子、细胞或植物部分包含如权利要求1所述的重组DNA分子。


12.如权利要求11所述的转基因植物、种子、细胞或植物部分，其中所述转基因植物、种子、细胞或植物部分对至少一种PPO除草剂耐受。


13.如权利要求12所述的转基因植物、种子、细胞或植物部分，其中所述PPO除草剂选自由以下组成的组：三氟羧草醚、氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、乙羧氟草醚、乙氧氟草醚、丙炔氟草胺、唑啶草酮、唑酮草酯、甲磺草胺、氟噻甲草酯、丙炔噁草酮、噁草酮、吡草醚、苯嘧磺草胺以及S-3100。


14.如权利要求13所述的转基因植物、种子、细胞或植物部分，其中所述转基因植物、种子、细胞或植物部分对至少一种第二除草剂耐受。


15.一种赋予植物、种子、细胞或植物部分PPO除...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·T·拉鲁，F·莫施里，J·E·里姆，周雪峰，
申请(专利权)人：孟山都技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US