[发明专利]一种抗草铵膦牛筋草种群的突变位点、引物及检测方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗草铵膦牛筋草种群的突变位点，所述突变位点位于从草铵膦敏感型牛筋草中克隆的靶标酶谷氨酰胺合成酶基因EiGS1‑S的如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的第175位，发生的突变为A‑G。本发明还公开了用于检测抗草铵膦牛筋草种群基因突变位点的dCAPs引物，以及抗草铵膦牛筋草种群的检测方法和上述引物在制备用于检测抗草铵膦牛筋草种群的试剂盒或生物制剂中的应用。

技术领域

本发明属于抗草铵膦牛筋检测技术领域，具体涉及一种抗草铵膦牛筋草种群的突变位点、引物及检测方法和应用。

背景技术

草铵膦(glufosinate ammonium，phosphinothricin)是由原德国艾格福公司(后归属拜耳公司)在20世纪80年代开发成功的一种广谱触杀型灭生性除草剂。草铵膦属于膦酸类除草剂，能够抑制植物氮代谢途径中的谷氨酰胺合成酶，从而干扰植物的代谢，使植物死亡。草铵膦、草甘膦和百草枯并称全球三大广谱灭生性除草剂,其中草甘膦产销量居首，但由于其抗性种群持续增多，导致草甘膦全球销售增长率近5年连续下滑；百草枯则因为毒性大，我国于2016年起禁用百草枯水剂。得益于草甘膦抗性杂草治理需求和填补百草枯禁用的市场空白，且在抗草铵膦转基因作物大面积推广的促动下，近年来国内外草铵膦产销量呈持续高增长之势，成为草甘膦之后，国际排名第二的非选择性茎叶处理除草剂，但随着草铵膦广泛且持续的使用，杂草对草铵膦抗性进化的风险也在增加。

牛筋草：是二倍体(2n＝36)的禾本科杂草，由于其生长快，种子量大，种群密度高，是我国乃至全球作物田十大恶性杂草之一。抗草甘膦和百草枯牛筋草已在我国南方地区泛滥成灾，严重危害水稻、玉米、蔬菜、果树等作物种植，对当地农业生产和生态环境造成严重影响。自2009年起，南方地区广大作物种植户逐步使用草铵膦防控草甘膦和百草枯抗性牛筋草，抗性种群得到有效的控制，但近年来草铵膦的田间防效开始下降。若抗草铵膦牛筋草种群在我国南方地去爆发成灾，必将严重威胁该地区农作物的安全生产。生产中急需储备抗草铵膦牛筋草的科学防控技术，其中抗性杂草快速检测技术的需求尤为迫切。

草铵膦的靶标酶是草铵膦靶标酶谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthesis,GS)，GS是植物氮代谢过程中一种重要的解毒酶,可解除由硝酸盐还原、氨基酸降解及光呼吸中释放出的铵的毒性，GS被草铵膦抑制后，导致植物氮代谢紊乱，铵离子积累，从而破坏植物细胞膜，最终植物光合作用受阻而枯死。GS根据亚细胞定位不同分为胞质型GS1和质体型GS2，本发明涉及的牛筋草GS基因为胞质型，因此，将从草铵膦敏感型和抗型牛筋草中克隆的GS1基因分别命名为EiGS1-S和EiGS1-R。

杂草对除草剂的抗药性分为1)基于除草剂靶标酶突变或过表达的靶标分子机理和2)基于吸收、转运和代谢的非靶标抗性机理两种。目前全球仅发现牛筋草和黑麦草两种杂草的少数几个种群对草铵膦产生了抗性，其抗药性机理还处在原始资料积累阶段。基于靶标基因GS的分子机理研究鲜有研究，尚无基于靶基因GS分子特征的快速检测技术。目前抗草铵膦杂草的鉴定主要通过室内盆栽生测法测定，方法包括田间采样、种子收集、室内培育、茎叶喷雾、生物测定等步骤，周期为2个月左右，费时费工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗草铵膦牛筋草种群的突变位点。

本发明的目的还在于提供上述用于检测上述突变位点的dCAPs引物。

本发明的第三个目的在于提供一种抗草铵膦牛筋草种群的检测方法。

本发明的最后一个目的在于提供上述引物在制备用于检测抗草铵膦牛筋草种群的试剂盒或生物制剂中的应用。

本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种抗草铵膦牛筋草种群的突变位点，所述突变位点位于从草铵膦敏感型牛筋草中克隆的靶标酶谷氨酰胺合成酶基因EiGS1-S的如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的第175位，发生的突变为A-G。

同时，该突变导致其编码蛋白的第59位氨基酸由丝氨酸(Ser)突变为甘氨(Gly)。