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CN106755019A - 一种小麦als突变型基因及其蛋白在抗除草剂方面的应用 - Google Patents

一种小麦als突变型基因及其蛋白在抗除草剂方面的应用 Download PDF

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CN106755019A
CN106755019A CN201611178950.9A CN201611178950A CN106755019A CN 106755019 A CN106755019 A CN 106755019A CN 201611178950 A CN201611178950 A CN 201611178950A CN 106755019 A CN106755019 A CN 106755019A
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Abstract

本发明公开了一种小麦ALS突变型基因，其在小麦B基因组的6BL染色体的ALS基因序列的第331位核苷酸由G变成核苷酸A。本发明还公开了一种小麦ALS突变型基因所编码的小麦ALS突变蛋白及其应用。该蛋白来源于抗ALS抑制剂类除草剂的小麦突变体植株，与小麦野生型ALS序列相比，其蛋白序列在Val111位点突变。绿色植物表达该突变蛋白序列可以抗（耐）乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂，特别是咪唑啉酮类除草剂。本发明的小麦ALS突变蛋白的小麦1叶1芯幼苗在施用3mL百垄通/L水（9倍推荐使用浓度）后，植株仍然正常生长发育和结实。

Description

一种小麦ALS突变型基因及其蛋白在抗除草剂方面的应用
技术领域
本发明属于植物蛋白和植物抗除草剂领域，涉及一种小麦ALS突变型基因及其蛋白在抗除草剂方面的应用。
背景技术
农田杂草是导致农作物减产的最主要原因之一。与传统依靠栽培措施、人工除草和机械除草等方法相比，化学除草剂的使用是人们公认的防除农田杂草最高效的、简便的和经济的治理方法。
乙酰乳酸合成酶(ALS)(也称乙酰羟酸合成酶，AHAS；EC 4.1.3.18)抑制剂类除草剂以ALS作为靶标而导致杂草死亡，主要包括磺酰脲类(Sulfonylureas,SU)、咪唑啉酮类(Imidazolinones,IMI)、三唑嘧啶类(Triazolopyrimidines,TP)、嘧啶氧(硫)苯甲酸类[Pyrimidinylthio(or oxy)–benzoates,PTB；pyrimidinyl-carboxyherbicides；PCs]和磺酰胺基羰基三唑啉酮类(Sulfonylamino-carbonyltriazolinones,SCT)等13类化合物。ALS抑制剂类除草剂具有选择性强、杀草谱广、低毒高效、对哺乳动物毒性低等优点，目前已大面积推广使用。但这些除草剂对一般不具有抗(耐)除草剂特性的农作物本身也产生药害，极大限制了其使用时间和使用空间，如需要在农作物播种前一段时间使用除草剂才能避免农作物遭受药害。因此，培育一些抗(耐)除草剂作物品种可减少作物药害、拓宽除草剂的使用范围。
成熟的ALS蛋白大约由670个氨基酸组成，其序列在不同物种间高度保守。ALS蛋白在Gly 95、Ala 96、Ala 122、Pro 171、Pro 196、Pro 197、Ala 205、Asp 376、Trp 537、Trp548、Trp 552、Trp 557、Trp 563、Trp 574、Ser 621、Ser 627、Ser 638、Ser 653、Gly 654、Val 669等氨基酸位点(以模式植物拟南芥的ALS氨基酸位置计算)发生突变可以产生ALS抑制剂类除草剂抗性，这在多种农作物(包括玉米、小麦、小麦、油菜、向日葵等)、模式植物拟南芥和上百种杂草中均有报道。
生产上广泛种植的普通小麦是一种异源六倍体，含有A、B和D三个基因组。小麦已知的抗ALS抑制剂突变位点包括Ala 179、Ser 627(授权专利CN102559646B)。基因序列比对分析发现，该已知的Ala 179、Ser 627突变位于小麦B基因组的6BL染色体上。ALS突变体抗除草剂水平与ALS氨基酸突变的位置有关，还与突变后的氨基酸种类及突变氨基酸的数目有关。
目前，ALS抑制剂类除草剂的作用机理尚未确定，很难提前预测ALS蛋白其它氨基酸位点的突变是否会产生除草剂抗性，只能依赖于科研人员长期、艰苦的实践探索，并凭借一些运气才可能发现ALS蛋白新的除草剂抗性位点。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种小麦ALS突变型基因。
本发明还要解决的技术问题是提供上述小麦ALS突变型基因所编码的小麦ALS突变蛋白。
本发明还要解决的技术问题是提供了含有上述的小麦ALS突变型基因的表达盒、重组载体或细胞。
本发明还要解决的技术问题是提供了上述小麦ALS突变型基因、突变蛋白、表达盒、重组载体或细胞在制备绿色植物除草剂方面的应用。
本发明还要解决的技术问题是提供了获得具有除草剂抗性的绿色植物的方法。
本发明最后要解决的技术问题是提供了鉴定具有除草剂抗性的绿色植物的方法。
本发明人通过长期、艰苦的研究，对徐麦小麦的EMS突变植株(购自江苏省农业种质资源保护与利用平台)进行长期、不断地筛选，发现了一系列ALS突变蛋白，包括前文所述的某些已知ALS突变蛋白和新ALS突变蛋白，其对ALS抑制剂类除草剂不敏感，从而使得植物具有ALS抑制剂类除草剂抗性。本发明在植物育种中的应用，可用于培育具有除草剂抗性的植物，尤其是农作物，还开发了这些蛋白及其编码基因在转基因或者非转基因如小麦等作物中的应用。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种小麦ALS突变型基因，其在小麦B基因组的6BL染色体ALS基因序列的第331位核苷酸由G变成核苷酸A。
其中，上述小麦ALS突变型基因其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
其中，上述的小麦ALS突变型基因所编码的小麦ALS突变蛋白。该突变来源于小麦B基因组的6BL染色体ALS基因，与对ALS抑制剂类除草剂敏感的野生型小麦ALS相比，其在小麦B基因组的6BL染色体ALS基因序列的第331位核苷酸由G变成核苷酸A，导致其相应编码的氨基酸序列的第111位氨基酸由缬氨酸变为异亮氨酸。目前还没有报道表明，在来自小麦B基因组的6BL染色体ALS蛋白的Val111位点突变，会使得小麦具有ALS抑制剂类除草剂抗性。
其中，上述的小麦ALS蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
本发明内容还包括表达盒、重组载体或细胞，其含有上述的小麦ALS突变型基因。
本发明内容还包括上述的小麦ALS突变型基因、突变蛋白、表达盒、重组载体或细胞在绿色植物抗除草剂方面的应用。
其中，上述绿色植物为小麦、烟草、拟南芥等。
本发明内容还包括获得具有除草剂抗性的绿色植物的方法，包括如下步骤：
1)使绿色植物包含所述的小麦ALS突变型基因；或
2)使绿色植物表达所述的小麦ALS突变蛋白。
上述的方法，包括转基因、杂交、回交或无性繁殖步骤。
鉴定权利要求上述的方法获得的绿色植物的方法，包括以下步骤：
1)测定所述绿色植物是否包含上述的小麦ALS突变型基因；或，
2)测定所述绿色植物是否表达上述的小麦ALS突变蛋白。
本发明内容还包括一种除草剂的防护剂，该防护剂由上述的小麦ALS突变蛋白制成。
有益效果：通过在田间喷施ALS抑制剂类除草剂“百垄通”的实验结果表明，含有本发明的小麦ALS突变蛋白的小麦1叶1芯幼苗在施用3mL百垄通/L水(9倍推荐使用浓度)后，植株仍然正常生长发育和结实，而野生型小麦幼苗在施用1mL百垄通/3L水(1倍推荐使用浓度)后，植株生长逐渐停止，叶片逐渐失绿、变浅黄色，植株不能拔节，最终整株死亡；进一步地，本发明的小麦ALS突变基因转化本氏烟叶盘，获得转基因植株收种后，后代植株长至3-4叶期时，经PCR鉴定呈阳性后，喷施4mL百垄通/L水(12倍推荐使用浓度)，30天后发现转基因烟草生长状态良好，而非转基因烟草则全部枯死；进一步的，本发明的小麦ALS突变基因转化的拟南芥成熟收种后，随即播种，对未抽薹的拟南芥幼苗喷施3mL百垄通/L水(9倍推荐使用浓度)，30天后发现非转基因拟南芥枯死，而转基因拟南芥生长状态良好。
附图说明
图1百垄通除草剂筛选获得的本发明的抗性小麦突变体；
图2 PCR扩增小麦ALS基因全长结果图；第1泳道为Marker；Marker分子量从上到下依次为5kb、3kb、2kb、1kb、750bp、500bp，第2泳道为抗除草剂突变植株的DNA；目的片段长度2104bp；
图3重组质粒pCAMBIA1301-ALS的BamHI和SacI双酶切验证电泳图；泳道1为为Marker；Marker分子量从上到下依次为8kb、5kb、3kb、2kb、1kb、750bp、500bp、250bp；泳道2为重组质粒pCAMBIA1301-ALS酶切后的片段。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：小麦抗咪唑啉酮类除草剂突变体获取过程(百垄通)
将徐麦种子(购自江苏省农业种质资源保护与利用平台)(此为M0，用清水浸泡2小时)120kg分6次用0.4-0.6％(w/w)甲磺酸乙酯(EMS)室温下浸泡6-9小时，期间每1小时摇动一次种子；弃去EMS溶液，自来水翻动浸泡种子5次，每次5分钟，然后用自来水冲洗种子过夜，次日进行田间播种，并进行常规肥水管理(此为M1)。植株成熟后，种子混收、晾干，过冬保存。次年播种田间。待小麦(此为M2)幼苗长至1叶1芯期时，喷施为3mL百垄通/L水(“百垄通”是德国巴斯夫公司生产一种水剂型咪唑啉酮类除草剂，推荐最低使用浓度为1mL百垄通/1.5～3L水)，3个月后还呈正常绿色、且能正常拔节的植株即为抗咪唑啉酮类除草剂的小麦突变植株(图1)。共计获得抗除草剂的M2单株141株，这些抗性单株进行常规肥水管理，均可正常结实，种子成熟后，单株收种、晾干，过冬保存。我们对上述获得的141株M2进行单株收获，并进行种植M3种子，进一步百垄通除草剂筛选鉴定，筛选浓度如之前，发现第75号突变体的生长完全没有影响，而野生型植株的叶片则完全黄化。我们进一步对该突变体与野生型的ALS蛋白进行酶活测定，发现在没有加入除草剂时，两种ALS蛋白的酶活在1.2-1.4之间，但加入除草剂百垄通后，突变体的ALS蛋白酶活显著高于野生型ALS蛋白。
实施例2：抗除草剂小麦突变体突变位点分析
上述实施例1获得的抗除草剂小麦突变植株中，选取75号突变植株的叶片和野生型植株的叶片，提取基因组DNA，送上海翰宇生物科技有限公司进行基因组测序。测序结果发现：与野生型植株相比，上述抗除草剂的75号小麦突变体在其B基因组的6BL染色体ALS基因序列的第331位核苷酸发生了单碱基突变，由G变成A，导致其相应编码的氨基酸序列的第111氨基酸由缬氨酸变为异亮氨酸，即75号小麦抗除草剂突变植株的B基因组的6BL染色体ALS基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的ALS蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明的75号小麦突变植株其分类命名为普通小麦种子徐麦M3(Triticum aestivumL.Xumai-M3)，该菌株已于2016年9月27日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，地址：湖北省武汉市武昌区武汉大学保藏中心(武汉大学第一附属小学对面)，邮编：430072，保藏编号为CCTCC No：P201622。
实施例3抗咪唑啉酮类除草剂小麦突变体ALS基因克隆
取上述抗除草剂的75号小麦突变体的叶片，提取基因组DNA。根据测序序列设计扩增ALS基因全长基因的特异引物为：正向引物5’-CCATCACCCCTCCCCAATTCC-3’、反向引物5’-CACTTGTAGGTCTTGTAGGTCG-3’。采用Takara PrimerSTAR Max DNA Polymerase聚合酶(10U/μl)(购自Takara公司)扩增ALS基因全长序列，其反应体系如下：
PCR扩增反应程序采用两步法，退火和延伸合为一起，采用68℃。
程序如下：预变性：98℃3min；35个循环；变性98℃10sec；延伸68℃3min；保温：72℃10min。
取2μl PCR产物经1％琼脂糖凝胶电泳检测，发现有预期大小的片段后(图2)，剩余的PCR产物经PCR清洁试剂盒(购自Axygen公司)清洁回收后，克隆至pMD19-T载体(购自Takara公司)，然后转化大肠杆菌。每个转化随机挑取12个大肠杆菌单克隆进行PCR检测，取PCR结果呈阳性的6个单克隆，送金斯瑞生物科技有限公司测序，获得突变ALS基因序列。
实施例4抗百垄通除草剂小麦突变体的ALS酶活测定
为了验证小麦突变体的除草剂抗性是否由ALS突变所致，本发明人进行了ALS酶活性测定。测定方法参照Singh等的方法(Singh B.K.,Stidham M.A.,Shaner D.L.Assay ofacetohydroxyacid synthase.Analytical Biochemistry,1988,171:173-179.)。具体的，分别取野生型徐麦小麦和75号小麦突变体的叶片0.2g，在研钵中用液氮研磨粉碎，加入2mL提取液(100mM K2HPO4，pH 7.5、10mM丙酮酸钠、5mM EDTA、1mM缬氨酸、1mM亮氨酸、10mM半胱氨酸、0.1mM黄素腺嘌呤二核苷酸、5mM氯化镁、10％(V/V)甘油、1％(w/v)聚乙烯吡咯烷酮)，待提取液解冻后继续研磨1min左右。12000rpm、4℃离心30min，吸取上清液，加入硫酸铵使之达到50％饱和度，于冰上放置半小时，12000rpm、4℃离心30min，弃上清，将沉淀溶解于0.2mL反应缓冲液(100mM K2HPO4,pH 7.0、1mM EDTA、10mM氯化镁、100mM丙酮酸钠、1mM焦磷酸硫胺素、0.1mM黄素腺嘌呤二核苷酸)，分别得各植株的ALS提取液。
在获得ALS提取液中分别加入10μL除草剂“百垄通”(水剂，有效成分240g/L)，混匀，37℃孵育1h，加0.1ml 3M硫酸终止反应，反应混合物在60℃反应孵育30分钟便于脱羧。然后加0.4mL显色液(0.09g/L 1-萘酚和0.009g/L肌酸，用2.5M NaOH溶解)。混合液在37℃孵育30分钟进行显色(ALS蛋白催化丙酮酸形成乙酰乳酸，乙酰乳酸脱羧形成3-羟基丁酮，再与肌酸和1-萘酚形成粉红色复合物，该复合物在530nm处有最大吸收值)，随后测定其530nm的吸光度，ALS蛋白活性用A530吸光值表示，A530吸光值的高低反映ALS蛋白活性的高低。实验以水为对照，设3次重复。
A530吸光值测定结果发现，当野生型和75号小麦突变体的ALS提取液中没有百垄通时，它们的A530吸光值均在1.2-1.5之间，表明野生型和突变体的ALS酶活性无显著性差异(表1)；而加入百垄通后，野生型植株的A530吸光值仅为0.31，突变体小麦植株的A530吸光值为0.85左右，即野生型植株的ALS酶活性仅为对照的25.6％，而突变体小麦植株的ALS酶活性仍有61.6％(表1)，表明75号小麦突变体的突变ALS对百垄通不敏感，从而赋予了抗性。
表1
实施例5转基因烟草获得
设计特异引物5’-CGCGGATCCCCATCACCCCTCCCCAATTCC-3’和5’-TCCCCGCGGCACTTGTAGGTCTTGTAGGTCG-3’，其5’分别加入BamHI和SacI酶切修饰位点。通过PCR从上述75号小麦突变体的基因组DNA中扩增出突变ALS基因，测序正确后，用BamHI和SacI分别双酶切突变ALS基因片段和植物表达载体pCAMBIA1301质粒(购自pcambia公司)，酶切产物用T4-DNA酶(购自TaKaRa公司)连接，连接产物转化大肠杆菌得到重组质粒pCAMBIA1301-ALS。重组质粒pCAMBIA1301-ALS提取DNA，用BamHI和SacI双酶切验证，可以产生大的质粒片段和小的基因片段(图3)，证明已将核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的ALS基因克隆至植物表达载体pCAMBIA1301质粒(购自pcambia公司)中。将构建好的质粒载体转化农杆菌EHA105，挑选阳性克隆，培养菌体。采用常规的农杆菌介导法转化本氏烟叶盘，获得转基因植株收种后，后代植株长至3-4叶期时，经PCR鉴定呈阳性后，喷施4mL百垄通/L水(12倍推荐使用浓度)，7天后，参照实施例4所述方法测定ALS酶活性，发现转基因烟草的ALS酶活性显著高于非转基因烟草；30天后发现转基因烟草生长状态良好，而非转基因烟草则全部枯死。
实施例6转基因拟南芥获得
设计特异引物5’-CGCGGATCCCCATCACCCCTCCCCAATTCC-3’和5’-TCCCCGCGGCACTTGTAGGTCTTGTAGGTCG-3’，其5’分别加入BamHI和SacI酶切修饰位点。通过PCR从上述75号小麦突变体的基因组DNA中扩增出突变ALS基因，测序正确后，参照实施例5的方法将核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的ALS基因克隆至植物表达载体pCAMBIA2301质粒(购自pcambia公司)中，挑选阳性克隆转化农杆菌EHA105，培养菌体，通过农杆菌介导方法转化拟南芥(Clough S,Bent A.Floral dip:a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana.Plant Journal,1998,16(6):735-743.)，转化的拟南芥成熟收种后，随即播种，对未抽薹的拟南芥幼苗喷施3mL百垄通/L水(9倍推荐使用浓度)，30天后发现非转基因拟南芥枯死，而转基因拟南芥生长状态良好。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些均在本发明的保护范围内。本发明的全部范围由所附专利要求极其任何等同物给出。
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<222> (1)..(1941)
<400> 1
atg gcc gca gcc acc tcc ccc gcc gtc gca ttc tcg ggc gcc gcc gcc 48
Met Ala Ala Ala Thr Ser Pro Ala Val Ala Phe Ser Gly Ala Ala Ala
1 5 10 15
gcc gcc gcc gcc ata ccc aaa ccc gcc cgc cag cct ctc ccg cgc cac 96
Ala Ala Ala Ala Ile Pro Lys Pro Ala Arg Gln Pro Leu Pro Arg His
20 25 30
cag ccc gcc tcg cgc cgc gcg ctc ccc gcc cgc atc gtc agg tgc tgc 144
Gln Pro Ala Ser Arg Arg Ala Leu Pro Ala Arg Ile Val Arg Cys Cys
35 40 45
gcc gcg tcc ccc gcc gcc acc tcc gtc gcg cct ccc gcc acc gcg ctc 192
Ala Ala Ser Pro Ala Ala Thr Ser Val Ala Pro Pro Ala Thr Ala Leu
50 55 60
cgg ccg tgg ggc ccc tcc gag ccc cgc aag ggc gcc gac atc ctc gtc 240
Arg Pro Trp Gly Pro Ser Glu Pro Arg Lys Gly Ala Asp Ile Leu Val
65 70 75 80
gag gcg ctg gag cgc tgc ggc atc gtc gac gtc ttc gcc tac cct ggc 288
Glu Ala Leu Glu Arg Cys Gly Ile Val Asp Val Phe Ala Tyr Pro Gly
85 90 95
ggc gcg tcc atg gag atc cac cag gcg ctg acg cgc tcg cca atc atc 336
Gly Ala Ser Met Glu Ile His Gln Ala Leu Thr Arg Ser Pro Ile Ile
100 105 110
acc aac cac ctc ttc cgc cac gag cag ggg gag gcg ttc gcg gcg tcc 384
Thr Asn His Leu Phe Arg His Glu Gln Gly Glu Ala Phe Ala Ala Ser
115 120 125
ggg tac gcc cgc gcg tcc ggc cgc gtc ggc gtc tgc gtc gcc acc tcc 432
Gly Tyr Ala Arg Ala Ser Gly Arg Val Gly Val Cys Val Ala Thr Ser
130 135 140
ggc ccg ggg gcc acc aac ctc gtc tcc gcg ctc gcc gac gct ctc ctc 480
Gly Pro Gly Ala Thr Asn Leu Val Ser Ala Leu Ala Asp Ala Leu Leu
145 150 155 160
gac tcc atc ccc atg gtc gcc atc acg ggc cag gtc ccc cgc cgc atg 528
Asp Ser Ile Pro Met Val Ala Ile Thr Gly Gln Val Pro Arg Arg Met
165 170 175
atc ggc acg gat gcg ttc cag gag acg ccc atc gtg gag gtc acg cgc 576
Ile Gly Thr Asp Ala Phe Gln Glu Thr Pro Ile Val Glu Val Thr Arg
180 185 190
tcc atc acc aag cac aac tac ctg gtc ctt gac gtg gag gat atc ccc 624
Ser Ile Thr Lys His Asn Tyr Leu Val Leu Asp Val Glu Asp Ile Pro
195 200 205
cgc gtc atc cag gaa gcc ttc ttc ctc gca tcc tct ggc cgc ccg ggg 672
Arg Val Ile Gln Glu Ala Phe Phe Leu Ala Ser Ser Gly Arg Pro Gly
210 215 220
ccg gtg ctg gtt gat atc ccc aag gac atc cag cag cag atg gct gtg 720
Pro Val Leu Val Asp Ile Pro Lys Asp Ile Gln Gln Gln Met Ala Val
225 230 235 240
cct gtc tgg gac acg ccg atg agt ttg cca ggg tac atc gcc cgc ctg 768
Pro Val Trp Asp Thr Pro Met Ser Leu Pro Gly Tyr Ile Ala Arg Leu
245 250 255
ccc aag cca cca tct act gaa tcg ctt gag cag gtc ctg cgt ctg gtt 816
Pro Lys Pro Pro Ser Thr Glu Ser Leu Glu Gln Val Leu Arg Leu Val
260 265 270
ggc gag tca cgg cgc cca att ctg tat gtt ggt ggt ggc tgc gct gca 864
Gly Glu Ser Arg Arg Pro Ile Leu Tyr Val Gly Gly Gly Cys Ala Ala
275 280 285
tct ggt gag gag ttg cgc cgc ttt gtt gag ctc act ggg att cca gtt 912
Ser Gly Glu Glu Leu Arg Arg Phe Val Glu Leu Thr Gly Ile Pro Val
290 295 300
aca act act ctt atg ggc ctt ggc aac ttc ccc agt gac gac cca ctg 960
Thr Thr Thr Leu Met Gly Leu Gly Asn Phe Pro Ser Asp Asp Pro Leu
305 310 315 320
tct ctg cgc atg ctg ggg atg cat ggc act gtg tat gca aat tat gca 1008
Ser Leu Arg Met Leu Gly Met His Gly Thr Val Tyr Ala Asn Tyr Ala
325 330 335
gta gat aag gct gac ctg ttg ctt gca ttt ggt gtg cgg ttt gat gat 1056
Val Asp Lys Ala Asp Leu Leu Leu Ala Phe Gly Val Arg Phe Asp Asp
340 345 350
cgt gtg acc ggg aaa atc gag gct ttt gca agc agg tcc aag att gtg 1104
Arg Val Thr Gly Lys Ile Glu Ala Phe Ala Ser Arg Ser Lys Ile Val
355 360 365
cac att gac att gac cca gct gag att ggc aag aac aag cag cca cat 1152
His Ile Asp Ile Asp Pro Ala Glu Ile Gly Lys Asn Lys Gln Pro His
370 375 380
gtc tcc att tgt gca gat gtt aag ctt gct tta cag ggg ttg aat gct 1200
Val Ser Ile Cys Ala Asp Val Lys Leu Ala Leu Gln Gly Leu Asn Ala
385 390 395 400
cta tta aat ggg agc aaa gca caa cag ggt ctg gat ttt ggt cca tgg 1248
Leu Leu Asn Gly Ser Lys Ala Gln Gln Gly Leu Asp Phe Gly Pro Trp
405 410 415
cac aag gag ttg gat cag cag aag agg gag ttt cct cta gga ttc aag 1296
His Lys Glu Leu Asp Gln Gln Lys Arg Glu Phe Pro Leu Gly Phe Lys
420 425 430
act ttt ggt gag gcc atc ccg ccg caa tat gct atc cag gta ctg gat 1344
Thr Phe Gly Glu Ala Ile Pro Pro Gln Tyr Ala Ile Gln Val Leu Asp
435 440 445
gag ctg aca aaa ggg gag gcg atc att gcc acc ggt gtt ggg cag cat 1392
Glu Leu Thr Lys Gly Glu Ala Ile Ile Ala Thr Gly Val Gly Gln His
450 455 460
cag atg tgg gcg gct cag tat tac act tac aag cgg cca cgg cag tgg 1440
Gln Met Trp Ala Ala Gln Tyr Tyr Thr Tyr Lys Arg Pro Arg Gln Trp
465 470 475 480
ctg tct tca tcc ggt ttg ggt gca atg gga ttt ggg ttg cca gct gca 1488
Leu Ser Ser Ser Gly Leu Gly Ala Met Gly Phe Gly Leu Pro Ala Ala
485 490 495
gct ggc gct gct gtg gcc aac cca ggt gtt aca gtt gtt gac att gat 1536
Ala Gly Ala Ala Val Ala Asn Pro Gly Val Thr Val Val Asp Ile Asp
500 505 510
ggg gat ggt agt ttc ctc atg aac att cag gag ttg gcg ttg atc cgt 1584
Gly Asp Gly Ser Phe Leu Met Asn Ile Gln Glu Leu Ala Leu Ile Arg
515 520 525
att gag aac ctc cca gtg aag gtg atg ata ttg aac aac cag cat ctg 1632
Ile Glu Asn Leu Pro Val Lys Val Met Ile Leu Asn Asn Gln His Leu
530 535 540
gga atg gtg gtg cag tgg gag gat agg ttt tac aag gcc aac cgg gcg 1680
Gly Met Val Val Gln Trp Glu Asp Arg Phe Tyr Lys Ala Asn Arg Ala
545 550 555 560
cac aca tac ctt ggc aac cca gaa aat gag agt gag ata tat cca gat 1728
His Thr Tyr Leu Gly Asn Pro Glu Asn Glu Ser Glu Ile Tyr Pro Asp
565 570 575
ttt gtg acg att gct aaa gga ttc aac gtt ccg gca gtt cgt gtg acg 1776
Phe Val Thr Ile Ala Lys Gly Phe Asn Val Pro Ala Val Arg Val Thr
580 585 590
aag aag agc gaa gtc act gca gca atc aag aag atg ctt gag acc cca 1824
Lys Lys Ser Glu Val Thr Ala Ala Ile Lys Lys Met Leu Glu Thr Pro
595 600 605
ggg cca tac ttg ttg gat atc att gtc ccg cat cag gag cac gtg ctg 1872
Gly Pro Tyr Leu Leu Asp Ile Ile Val Pro His Gln Glu His Val Leu
610 615 620
cct atg atc cca agc ggt ggt gct ttt aag gac atg atc atg gag ggt 1920
Pro Met Ile Pro Ser Gly Gly Ala Phe Lys Asp Met Ile Met Glu Gly
625 630 635 640
gat ggc agg acc tcg tac tga 1941
Asp Gly Arg Thr Ser Tyr
645
<210> 2
<211> 646
<212> PRT
<213> 小麦ALS突变型基因
<400> 2
Met Ala Ala Ala Thr Ser Pro Ala Val Ala Phe Ser Gly Ala Ala Ala
1 5 10 15
Ala Ala Ala Ala Ile Pro Lys Pro Ala Arg Gln Pro Leu Pro Arg His
20 25 30
Gln Pro Ala Ser Arg Arg Ala Leu Pro Ala Arg Ile Val Arg Cys Cys
35 40 45
Ala Ala Ser Pro Ala Ala Thr Ser Val Ala Pro Pro Ala Thr Ala Leu
50 55 60
Arg Pro Trp Gly Pro Ser Glu Pro Arg Lys Gly Ala Asp Ile Leu Val
65 70 75 80
Glu Ala Leu Glu Arg Cys Gly Ile Val Asp Val Phe Ala Tyr Pro Gly
85 90 95
Gly Ala Ser Met Glu Ile His Gln Ala Leu Thr Arg Ser Pro Ile Ile
100 105 110
Thr Asn His Leu Phe Arg His Glu Gln Gly Glu Ala Phe Ala Ala Ser
115 120 125
Gly Tyr Ala Arg Ala Ser Gly Arg Val Gly Val Cys Val Ala Thr Ser
130 135 140
Gly Pro Gly Ala Thr Asn Leu Val Ser Ala Leu Ala Asp Ala Leu Leu
145 150 155 160
Asp Ser Ile Pro Met Val Ala Ile Thr Gly Gln Val Pro Arg Arg Met
165 170 175
Ile Gly Thr Asp Ala Phe Gln Glu Thr Pro Ile Val Glu Val Thr Arg
180 185 190
Ser Ile Thr Lys His Asn Tyr Leu Val Leu Asp Val Glu Asp Ile Pro
195 200 205
Arg Val Ile Gln Glu Ala Phe Phe Leu Ala Ser Ser Gly Arg Pro Gly
210 215 220
Pro Val Leu Val Asp Ile Pro Lys Asp Ile Gln Gln Gln Met Ala Val
225 230 235 240
Pro Val Trp Asp Thr Pro Met Ser Leu Pro Gly Tyr Ile Ala Arg Leu
245 250 255
Pro Lys Pro Pro Ser Thr Glu Ser Leu Glu Gln Val Leu Arg Leu Val
260 265 270
Gly Glu Ser Arg Arg Pro Ile Leu Tyr Val Gly Gly Gly Cys Ala Ala
275 280 285
Ser Gly Glu Glu Leu Arg Arg Phe Val Glu Leu Thr Gly Ile Pro Val
290 295 300
Thr Thr Thr Leu Met Gly Leu Gly Asn Phe Pro Ser Asp Asp Pro Leu
305 310 315 320
Ser Leu Arg Met Leu Gly Met His Gly Thr Val Tyr Ala Asn Tyr Ala
325 330 335
Val Asp Lys Ala Asp Leu Leu Leu Ala Phe Gly Val Arg Phe Asp Asp
340 345 350
Arg Val Thr Gly Lys Ile Glu Ala Phe Ala Ser Arg Ser Lys Ile Val
355 360 365
His Ile Asp Ile Asp Pro Ala Glu Ile Gly Lys Asn Lys Gln Pro His
370 375 380
Val Ser Ile Cys Ala Asp Val Lys Leu Ala Leu Gln Gly Leu Asn Ala
385 390 395 400
Leu Leu Asn Gly Ser Lys Ala Gln Gln Gly Leu Asp Phe Gly Pro Trp
405 410 415
His Lys Glu Leu Asp Gln Gln Lys Arg Glu Phe Pro Leu Gly Phe Lys
420 425 430
Thr Phe Gly Glu Ala Ile Pro Pro Gln Tyr Ala Ile Gln Val Leu Asp
435 440 445
Glu Leu Thr Lys Gly Glu Ala Ile Ile Ala Thr Gly Val Gly Gln His
450 455 460
Gln Met Trp Ala Ala Gln Tyr Tyr Thr Tyr Lys Arg Pro Arg Gln Trp
465 470 475 480
Leu Ser Ser Ser Gly Leu Gly Ala Met Gly Phe Gly Leu Pro Ala Ala
485 490 495
Ala Gly Ala Ala Val Ala Asn Pro Gly Val Thr Val Val Asp Ile Asp
500 505 510
Gly Asp Gly Ser Phe Leu Met Asn Ile Gln Glu Leu Ala Leu Ile Arg
515 520 525
Ile Glu Asn Leu Pro Val Lys Val Met Ile Leu Asn Asn Gln His Leu
530 535 540
Gly Met Val Val Gln Trp Glu Asp Arg Phe Tyr Lys Ala Asn Arg Ala
545 550 555 560
His Thr Tyr Leu Gly Asn Pro Glu Asn Glu Ser Glu Ile Tyr Pro Asp
565 570 575
Phe Val Thr Ile Ala Lys Gly Phe Asn Val Pro Ala Val Arg Val Thr
580 585 590
Lys Lys Ser Glu Val Thr Ala Ala Ile Lys Lys Met Leu Glu Thr Pro
595 600 605
Gly Pro Tyr Leu Leu Asp Ile Ile Val Pro His Gln Glu His Val Leu
610 615 620
Pro Met Ile Pro Ser Gly Gly Ala Phe Lys Asp Met Ile Met Glu Gly
625 630 635 640
Asp Gly Arg Thr Ser Tyr
645
<210> 3
<211> 21
<212> DNA
<213> 正向引物
<400> 3
ccatcacccc tccccaattc c 21
<210> 4
<211> 22
<212> DNA
<213> 反向引物
<400> 4
cacttgtagg tcttgtaggt cg 22
<210> 5
<211> 30
<212> DNA
<213> 特异上游引物
<400> 5
cgcggatccc catcacccct ccccaattcc 30
<210> 6
<211> 31
<212> DNA
<213> 特异下游引物
<400> 6
tccccgcggc acttgtaggt cttgtaggtc g 31

Claims (11)

1.一种小麦ALS突变型基因，其在小麦的ALS基因序列的第331位核苷酸由G变成核苷酸A。
2.根据权利要求1所述的小麦ALS突变型基因，其特征在于，所述ALS突变型基因其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示。
3.权利要求1或2所述的小麦ALS突变型基因所编码的小麦ALS突变蛋白。
4.根据权利要求3所述的ALS突变蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。
5.表达盒、重组载体或细胞，其含有权利要求1或2所述的小麦ALS突变型基因。
6.权利要求1或2所述的小麦ALS突变型基因、权利要求3或4所述的小麦ALS突变蛋白，权利要求5所述的表达盒、重组载体或细胞在绿色植物抗除草剂方面的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述绿色植物为小麦、烟草或拟南芥。
8.获得具有除草剂抗性的绿色植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）使绿色植物包含权利要求1或2所述的小麦ALS突变型基因；或
2）使绿色植物表达权利要求3或4之任一所述的小麦ALS突变蛋白。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其包括转基因、杂交、回交或无性繁殖步骤。
10.鉴定权利要求8或9所述的方法获得的绿色植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1) 测定所述绿色植物是否包含权利要求1或2所述的小麦ALS突变型基因；或，
2) 测定所述绿色植物是否表达权利要求3或4之任一所述的小麦ALS突变蛋白。
11.一种除草剂的防护剂，其特征在于，该防护剂由权利要求3或4之任一所述的小麦ALS突变蛋白制成。
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