本申請屬于基因工程，具體涉及一種抗除草劑的hppd突變蛋白。

背景技術：

1、對羥苯基丙酮酸雙氧化酶(4-hydroxypheny?l?pyruvate?d?ioxygenase，hppd)是生物體內酪氨酸代謝過程中重要的酶，hppd的抑制則會導致植物細胞內的光合作用解偶聯、輔助捕光色素缺乏、葉綠素被破壞，結果造成植物光合作用組織產生白化癥狀，生長受到抑制，直至死亡。

2、通過抑制hppd而起作用的除草劑包括多種類型，比如異噁唑類、二酮腈類、三酮類、二苯酮類以及吡唑特類等。這類除草劑具有廣譜的除草活性，但在其不加選擇殺死雜草的同時也給作物帶來一定的傷害，因此獲得耐受除草劑的作物尤為重要。

3、目前的一種策略是對hppd進行突變以獲得對hppd抑制劑耐受性更高的靶酶，同時不影響植物的正常生長。盡管對hppd的編碼基因進行單點或多點突變可能篩選到某種合適的hppd突變，但這樣的篩選工作量極大且隨機性強，很難預期每種突變的效果。發明人結合cri?spr技術，在水稻中幸運地篩選到了在除草劑下能正常生長的三種新的hppd突變體，以期改進植物對hppd抑制劑的耐受性。

技術實現思路

1、本申請提供了一種突變的hppd蛋白，其特征在于，所述hppd蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示、或如seq?id?no.3所示、或如seq?id?no.4所示。

2、本申請還提供與上述hppd蛋白相關的生物材料，其為下述a1)至a8)中的任一種：

3、a1)編碼上述hppd蛋白的核酸分子；

4、a2)含有a1)所述核酸分子的表達盒；

5、a3)含有a1)所述核酸分子的重組載體；

6、a4)含有a2)所述表達盒的重組載體；

7、a5)含有a1)所述核酸分子的植物細胞系；

8、a6)含有a2)所述表達盒的植物細胞系；

9、a7)含有a3)所述重組載體的植物細胞系；

10、a8)含有a4)所述重組載體的植物細胞系。

11、在一些實施方式中，上述植物細胞系不發育為整個植株或完整植株。本申請還提供上述的hppd蛋白或生物材料在植物抗除草劑中的用途。

12、本申請還提供一種獲得具有除草劑抗性的植物細胞、植物組織、植物部分或植物的方法，包括：

13、1)使植物細胞、植物組織、植物部分或植物表達上述的突變的hppd蛋白；或

14、2)使植物細胞、植物組織、植物部分或植物包含上述的生物材料；或

15、3)對植物細胞、植物組織、植物部分或植物的內源hppd基因進行突變或編輯，以實現在其中表達上述的突變的hppd蛋白。

16、在一些實施方式中，上述獲得具有除草劑抗性的植物細胞、植物組織、植物部分或植物的方法還進一步包括雜交、回交或無性繁殖的步驟。

17、本申請還提供一種鑒定抗除草劑的植物的方法，包括以下步驟：

18、1)測定所述植物是否表達上述的hppd蛋白；或

19、2)測定所述植物是否包含上述的生物材料。

20、本申請還提供一種控制作物周圍雜草的方法，其特征在于，包括：對種植作物的大田施用有效劑量的除草劑，所述作物表達上述的突變的hppd蛋白或者包含上述的生物材料。

21、本申請還提供一種用于保護植物免受由除草劑引起的損傷的方法，包括：1)使植物細胞、植物組織、植物部分或植物表達上述的突變的hppd蛋白；或

22、2)使植物細胞、植物組織、植物部分或植物包含上述的生物材料；或

23、3)對植物細胞、植物組織、植物部分或植物的內源hppd基因進行突變或編輯，以實現在其中表達上述的突變的hppd蛋白。

24、在一些實施方式中，包括在植物或作物的根、莖、葉、花、果實或種子中表達上述蛋白質。

25、在另一優選例中，植物包括單子葉植物和雙子葉植物。

26、在另一優選例中，植物包括草本植物和木本植物。

27、在另一優選例中，植物包括擬南芥、煙草、水稻、玉米、高粱、大麥、小麥、小米、大豆、番茄、馬鈴薯、藜麥、生菜、油菜、白菜、草莓等。

28、在一個實施方式中，除草劑例如為hppd抑制劑類除草劑(或稱之為hppd抑制性除草劑)包括三酮類、二酮腈類、異噁唑類、吡唑類、二苯酮類、喹唑啉二酮類或其組合。三酮類除草劑優選雙環磺草酮、硝磺草酮、甲基磺草酮、環磺酮、特呋三酮或氟吡草酮中的一種或任意幾種；異噁唑類除草劑優選異噁唑草酮、異噁氯草酮、異惡草酮中的一種或任意幾種；吡唑類除草劑優選芐草唑、吡草酮、吡唑特、磺酰草吡唑或苯唑草酮中的一種或任意幾種；喹唑啉二酮除草劑優選喹草酮、甲基喹草酮等。

技術特征：

1.一種突變的hppd蛋白，其特征在于，所述hppd蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3或seq?id?no.4所示。

2.與權利要求1所述hppd蛋白相關的生物材料，其特征為下述a1)至

3.權利要求1所述的hppd蛋白或權利要求2所述的生物材料在植物抗除草劑中的用途。

4.一種獲得具有除草劑抗性的植物細胞、植物組織、植物部分或植物的方法，其特征在于，包括：

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，其還進一步包括雜交、回交或無性繁殖的步驟。

6.一種鑒定抗除草劑的植物的方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.一種控制作物周圍雜草的方法，其特征在于，包括：對種植作物的大田施用有效劑量的除草劑，所述作物表達權利要求1所述的突變的hppd蛋白或者包含權利要求2所述的生物材料。

8.一種用于保護植物免受由除草劑引起的損傷的方法，其特征在于，包括：

技術總結
本申請涉及一種抗除草劑的HPPD突變蛋白。本申請通過基因編輯技術，獲得了至少三個優良的突變體，其表達不同的HPPD突變蛋白，能賦予植物除草劑抗性或耐受性。

技術研發人員：向勇,張袁博,李智強,龍衛華
受保護的技術使用者：中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24