【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业基因工程领域，具体涉及抗除草剂基因、多肽及其在植物育种中的应用。
技术介绍
1、乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase，als)是支链氨基酸合成过程中的一个关键酶，多种除草剂通过抑制植物体内的als酶活性阻止支链氨基酸的合成，进而阻碍细胞分裂期的dna合成，最终使植物停止生长并逐渐枯萎死亡。
2、目前，以als靶标开发了多种除草剂，包括磺酰脲类(sulfonylureas)、咪唑啉酮类(imidazolinones)、三唑嘧啶类(triazolopyrimidines)、嘧啶水杨酸类(pyrimidinyl(thio)benzoates)、三唑啉酮类(sulfonylamino-carbonyl)等化合物，这些化合物统称为als抑制剂类除草剂，这些除草剂具有选择性强、杀菌谱广、低毒高效等特点，目前已大面积推广使用。这类除草剂在杀草的同时，也会对一般不具有抗除草剂特性的农作物本身产生要害，限制了其使用空间；而且随着除草剂使用时间的延长，越来越多的杂草对除草剂产生抗性，使得除草剂的效力降低，缩短了其市场寿命，限制了其使用时间。因此，培育抗除草剂的作物品种是解决上述问题的方法之一，可以扩大除草剂的使用范围，延长其使用寿命。
3、目前，已报道了一些als抗性位点，但突变体的抗性能力和适用的除草剂种类范围有限。因此，若培育具有除草剂抗性高、适用范围广的农作物，本领域还迫切需要开发和改进对als抑制性除草剂的耐受性系统。
4、crispr/cas基因编辑技术是近几年新
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种可提高植物对als抑制性除草剂产生抗性或耐受性的突变型als多肽；本专利技术还涉及突变型als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。
2、一方面，本专利技术提供了一种乙酰乳酸合成酶(als)的突变多肽，所述突变多肽包括突变的als1和突变的als3；所述突变的als1与亲本als1的氨基酸序列相比，在对应于seqid no.1所示氨基酸序列的第178位氨基酸存在突变；所述突变的als3与亲本als3的氨基酸序列相比，在对应于seq id no.2所示氨基酸序列的第172位氨基酸存在突变。
3、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als抑制剂类除草剂的抗性/耐受性。
4、在另一优选例中，所述第178位氨基酸突变为非脯氨酸p，例如，s，a，v，g，q，f，w，y，d，n，e，k，m，t，c，r，h，l，i；优选，s。
5、在另一优选例中，所述第172位氨基酸突变为非脯氨酸p，例如，s，a，v，g，q，f，w，y，d，n，e，k，m，t，c，r，h，l，i；优选，s。
6、在另一优选例中，所述亲本als1多肽的氨基酸序列与seq id no.1所示的氨基酸序列具有至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.1％、至少99.2％、至少99.3％、至少99.4％、至少99.5％、至少99.6％、至少99.7％、至少99.8％、或至少99.9％的序列同一性。
7、在另一优选例中，所述亲本als3多肽的氨基酸序列与seq id no.2所示的氨基酸序列具有至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.1％、至少99.2％、至少99.3％、至少99.4％、至少99.5％、至少99.6％、至少99.7％、至少99.8％、或至少99.9％的序列同一性。
8、在另一优选例中，所述亲本als1的氨基酸序列如seq id no.1所示。
9、在另一优选例中，所述亲本als3的氨基酸序列如seq id no.2所示。
10、在另一优选例中，所述突变多肽(除草剂抗性多肽)为seq id no.1所示的多肽经突变形成的。
11、在另一优选例中，所述突变多肽(除草剂抗性多肽)为seq id no.2所示的多肽经突变形成的。
12、在另一优选例中，所述的突变多肽除所述上述突变外，其余的氨基酸序列与seqid no.1所示的序列相同或基本相同。
13、在另一优选例中，所述的突变多肽除所述上述突变外，其余的氨基酸序列与seqid no.2所示的序列相同或基本相同。
14、在另一优选例中，所述的基本相同是至多有50个(较佳地为1-20个，更佳地为1-10个、更佳地1-5个)氨基酸不相同，其中，所述的不相同包括氨基酸的取代、缺失或添加，且所述的突变蛋白具有除草剂耐受活性(als抑制剂类除草剂)。
15、本领域技术人员清楚，可以改变蛋白质的结构而不对其活性和功能性产生不利影响，例如可以在蛋白质氨基酸序列中引入一个或多个保守性氨基酸取代，而不会对蛋白质分子的活性和/或三维结构产生不利影响。本领域技术人员清楚保守性氨基酸取代的实例以及实施方式。具体的说，可以用与待取代位点属于相同组的另一氨基酸残基取代该氨基酸残基，即用非极性氨基酸残基取代另一非极性氨基酸残基，用极性不带电荷的氨基酸残基取代另一极性不带电荷的氨基酸残基，用碱性氨基酸残基取代另一碱性氨基酸残基，和用酸性氨基酸残基取代另一酸性氨基酸残基。这样的取代的氨基酸残基可以是也可以不是由遗传密码编码的。只要取代不导致蛋白质生物活性的失活，则一种氨基酸被属于同组的其他氨基酸替换的保守取代落在本专利技术的范围内。因此，本专利技术的蛋白可以在氨基酸序列中包含一个或多个保守性取代,这些保守性取代最好根据表1进行替换而产生。另外，本专利技术也涵盖还包含一个或多个其他非保守取代的蛋白，只要该非保守取代不显著影响本专利技术的蛋白质的所需功能和生物活性即可。保守氨基酸置换可以在一个或多个预测的非必需氨基酸残基处进行。“非必需”氨基酸残基是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乙酰乳酸合成酶(ALS)的突变多肽，其特征在于，所述突变多肽包括突变的ALS1和突变的ALS3；
2.一种多核苷酸，所述多核苷酸编码权利要求1所述的突变多肽。
3.一种核酸构建体，其特征在于，所述核酸构建体含有权利要求2所述的多核苷酸；
4.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞包括权利要求3所述的核酸构建体或基因组中整合有权利要求2所述的多核苷酸。
5.一种基因编辑试剂，其特征在于，所述基因编辑试剂能够在植物中产生权利要求1所述的突变多肽；所述基因编辑试剂包括CRISPR/Cas蛋白和gRNA，所述gRNA可以靶向植物内源性的ALS；
6.权利要求1所述的突变多肽，或权利要求2所述的多核苷酸，或权利要求3所述的核酸构建体、或权利要求4所述的宿主细胞在制备具有ALS抑制性除草剂抗性/耐受性的植物中的用途或者在制备ALS抑制性除草剂抗性/耐受性植物的试剂或试剂盒中的用途；
7.一种赋予植物对ALS抑制性除草剂产生抗性/耐受性的方法或者制备具有ALS抑制性除草剂抗性/耐受性的植物的方法，所述方法包括利用权
8.一种赋予植物对ALS抑制性除草剂产生抗性/耐受性的方法或者制备具有ALS抑制性除草剂抗性/耐受性的植物的方法，所述方法包括在植物细胞、植物种子、植物组织、植物部分或植物中引入权利要求1所述的突变多肽的步骤；
9.一种在植物栽培地点控制不想要的植物的方法，所述方法包括：
10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，所述ALS抑制性除草剂选自磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、嘧啶水杨酸类、三唑啉酮类或其组合。
...【技术特征摘要】
1.一种乙酰乳酸合成酶(als)的突变多肽，其特征在于，所述突变多肽包括突变的als1和突变的als3；
2.一种多核苷酸，所述多核苷酸编码权利要求1所述的突变多肽。
3.一种核酸构建体，其特征在于，所述核酸构建体含有权利要求2所述的多核苷酸；
4.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞包括权利要求3所述的核酸构建体或基因组中整合有权利要求2所述的多核苷酸。
5.一种基因编辑试剂，其特征在于，所述基因编辑试剂能够在植物中产生权利要求1所述的突变多肽；所述基因编辑试剂包括crispr/cas蛋白和grna，所述grna可以靶向植物内源性的als；
6.权利要求1所述的突变多肽，或权利要求2所述的多核苷酸，或权利要求3所述的核酸构建体、或权利要求4所述的宿主细胞在制备具有als抑制性...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢洪涛，李羽，庞康，
申请(专利权)人：山东舜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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