[发明专利]DTX6突变基因及其在抗除草剂敌草快中的应用

说明书

本发明公开了一种DTX6突变基因及其在抗除草剂敌草快中的应用。DTX6突变基因包括由DTX6基因所编码的蛋白质第311位甘氨酸变为天冬氨酸所致的DTX6(G311D)和由DTX6基因所编码的蛋白质第311位甘氨酸变为谷氨酸所致的DTX6(G311E)；其在拟南芥中过量表达，均能够增强宿主对敌草快的耐受性。在含有敌草快的培养基上与未转突变基因的对照相比，过表达DTX6(G311D)或DTX6(G311E)的转基因株系能够生存并长大，非转基因的对照植物无法生长而死亡。该基因能够增强植物应对除草剂敌草快胁迫的能力，降低农作物在敌草快处理下的产量损失，可用于培植抗敌草快的转基因农作物。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及拟南芥DTX6突变基因及其应用。

背景技术

田间杂草对农作物生长造成很大危害，由于杂草生长速度快，与农作物争夺营养、水分及阳光，会降低作物长势，并使得其产量下降。传统的人工除草耗费大量的人力，与现代社会人口生育率下降、农业规模化、集约化的发展趋势背道而驰，因此摒弃传统的除草方式，利用农业机械喷洒除草剂，抑制杂草生长，符合农业大规模化、机械化的要求。

培植抗除草剂的作物，可使得除草剂能用于作物生长的全程，只需要定期喷洒除草剂，田间杂草就会被杀死，而作物则因为带有抗性而不受影响。育成抗除草剂作物的关键在于寻找合适的抗除草剂基因。优先选择的对象是那些带有抗除草剂能力但不影响植物正常生长及结实的基因，将它们转入农作物体内，就可育成抗除草剂的作物。目前我国市场上进口的大豆几乎都为抗除草剂大豆，转基因大豆已占领世界大豆市场的90%以上，但是我国具有自主知识产权的抗除草剂基因种类少，急需找到新的抗除草剂基因，以满足日益扩大的育种需求。

敌草快（diquat），分子式为C₁₂H₁₂N₂Br₂，分子量为344.05，是一种使用极其广泛的广谱接触性非选择性除草剂 (Haley,1979)。在光照情况下，它能够接受叶绿体PSⅠ中的电子并传递给分子氧，导致体内产生活泼的过氧化氢，从而造成严重的氧化胁迫 (Bonneh-Barkay et al.,2005)。敌草快被广泛应用于果园、茶园以及其它农作物的田间除草，极大促进了农耕业的发展；它还可以作为种子植物的干燥剂；也可作为催枯剂用于马铃薯、棉花、大豆、玉米、高粱、亚麻、向日葵，当作物趋近于成熟时，喷施敌草快可使得残余的绿色部分和杂草迅速枯干，从而提早收割，种子损失较少。

敌草快与曾经广泛使用的除草剂百草枯同属吡啶类除草剂，在中性pH条件下，易水解而带正电。敌草快对人体的毒性比百草枯低，除草能力相差无几，在百草枯被禁用的情况下，敌草快成为最有希望取代百草枯的除草剂，目前许多国家都扩大了敌草快的生产，以取代百草枯所留下的市场空白。敌草快与百草枯，草甘膦，草铵膦一起，被称为四大灭生性除草剂，它的作用特别迅速，主要杀伤植物绿色部分，茎叶处理后，往往1-2小时内，植物便产生十分明显的受害症状，但是它接触土壤后，可以被土壤胶体吸附而钝化，在土壤中无残留活性，因此对环境安全，也不会影响下一茬植物的种植。