本發明專利技術公開了一種與百草枯抗性相關RNA及其對應的蛋白、編碼基因與應用。本發明專利技術提供的提供的RNA，包括正向RNA和與其反向互補的反向RNA；所述正向RNA的核苷酸序列為序列表中序列3的自5’末端第11-273位核苷酸；所述反向RNA的核苷酸序列為序列表中序列3的自5’末端第375-637位核苷酸。本發明專利技術的實驗證明，本發明專利技術發現了一個能夠轉運百草枯的轉運體蛋白PAR1(Paraquat?Resistant1)，在農業生產中培育抗百草枯的作物新品種提供了一個理想的靶點基因，具有很廣闊的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物
，尤其涉及一種與百草枯抗性相關RNA及其對應的蛋白、編碼基因與應用。
技術介紹
百草枯(paraquat,I, I ‘-dimethyl-4,4’-bipiridyl ;1,1 二甲基-4,4’-聯批叮，分子量257.2)是一種非選擇性的速效觸殺型除草劑，它是繼草甘磷之后的第二大除草齊U。百草枯被廣泛應用于防除各種一年生雜草；對多年生雜草有強烈的殺傷作用，但其地下莖和根能萌出新枝；對已木質化的棕色莖和樹干無影響。同時，百草枯還適用于防除果園、桑園、膠園及林帶的雜草，也可用于防除非耕地、田埂、路邊的雜草，對于玉米、甘蔗、大豆以及苗圃等寬行作物，可采取定向噴施百草枯來防除雜草。百草枯自上世紀六十年代由原英國卜內門化學工業有限公司(ICI)研究開發，迄今其在農業種植中的廣泛應用已經有50多年的歷史，目前在世界范圍內有100多個國家使用百草枯。百草枯在1984年首次被引進中國市場，自上世紀90年代以來，隨著農業生產技術的發展，我國很多農藥企業先后開始大量生產百草枯原藥，目前百草枯已經在我國的農業生產得到廣泛應用。百草枯為速效觸殺型滅生性季胺鹽類除草劑，植物對其吸收極其迅速，葉片接觸百草枯以后，有效成分對葉綠體層膜破壞力極強，使光合作用和葉綠素合成很快中止，葉片著藥后2-3小時即開始受害變色，百草枯對單子葉和雙子葉植物綠色組織均有很強的破壞作用。在光下生長的植物中，百草枯主要作用于其葉綠體，葉綠體含有綠色植物的光合系統，能吸收光能并制造糖分。百草枯作用于光系統I (photosystem I)的光合膜系統,該系統能產生自由電子以推動光合作用。光系統I產生的自由電子與百草枯離子發生反應，產生自由基結構。氧可以迅速將這些自由基還原，并在這一過程中產生過氧化物。產生的過氧化物具有極高的化學活性，它能攻擊不飽和膜脂肪酸，迅速打開并分解細胞膜及組織。百草枯離子與自由基的反應過程中會反復產生更多的過氧化物，直至停止產生自由電子，植物將迅速枯萎死亡。因此，百草枯是光合作用的一種電子傳遞抑制劑。在光系統I中它還能競爭性地抑制NADP的還原，還原后的百草枯迅速再氧化產生一系列的超氧化物陰離子，活性氧自由基的毒害能引起脂質的過氧化反應和細胞膜的損傷。百草枯作為一個應用廣泛的除草劑，人們在科學研究和農業生產過程中進行了很多抗除草劑植物的篩選并著手對抗除草劑基因進行克隆。1987年，人們首次在匈牙利抗莠去津的群體中發現了百草枯抗性植物小飛蓬(Conyza canadensis)，后來，有研究者在加拿大萵苣中也發現了只對百草枯有抗性的植株。Jinki Jo等人從人蒼白桿菌(Ochrobactrumanthropi)中分離克隆了一個抗百草枯的新基因(pqrA, GenBank:AAF86626.1),他們發現PqrA基因編碼的蛋白對百草枯具有一定抗性。JinkiJo等人將pqrA基因轉入煙草后，發現轉基因煙草與野生型相比具有一定的百草枯抗性。PqrA蛋白是一種膜蛋白，PqrA多肽的親水模式表明它與12個轉 膜片段(TMS)家族輸出蛋白具有很高的同源性，是典型的Na+/drug反轉運體家族成員，負責多種毒物的轉運，確保耐性細胞對有毒化合物的抑制作用。2003年,Nefedova等在藍細菌(Synechocystis sp.)PCC 6803野生型菌株和對百草枯抗性突變體Prq20菌株中進行了 prqA和mvrA基因的插入失活實驗,首次闡明轉運體在光合微生物中參與了對百草枯的抗性。通過細菌和動物中的研究，目前認為百草枯能通過腐胺、氨基酸陽離子轉運體轉運。Soar等人 通過研究認為百草枯在金蓋花(Arctotheca calendula)體內的轉運與百草枯導致傷害緊密相關，并能誘導百草枯抗性的產生。他們通過在施用百草枯時添加一些多胺，能減少百草枯的毒性；應用多胺，腐胺，尸胺和亞精胺檢測，在敏感植物中，百草枯的轉運由于多胺的存在競爭性地抑制了百草枯的吸收。多胺、亞精胺和尸胺有效地減少了百草枯在金盞花敏感植株中的轉運，抗性植株比敏感植株含有較高的亞精胺水平，因此推測多胺或者多胺轉運體參與百草枯的抗性形成。但到目前為止，還沒有在植物中發現可以轉運百草枯的植物蛋白。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種與百草枯抗性相關RNA。本專利技術提供的RNA，包括正向RNA和反向RNA ；所述反向RNA是所述正向RNA的反向互補；所述正向RNA為蛋白A的編碼基因中的200-500bp的DNA轉錄得到的RNA ；所述蛋白A的氨基酸序列為序列表中的序列2。上述RNA中，所述蛋白A的編碼基因中的200_500bp的DNA為所述蛋白A的編碼基因中包括5’ UTR區或3’ UTR區中任意200-500bp的DNA ；上述蛋白A的編碼基因的核昔酸序列為序列表中的序列I ;所述5’ UTR區為序列表中的序列I自5’末端第1-215位核苷酸；所述3’ UTR區為序列表中的序列I自5’末端第1704-1953位核苷酸；所述蛋白A的編碼基因的開放閱讀框為序列表中的序列I自5’末端第216-1703位核苷酸。上述正向RNA具體為序列表中序列3的自5’末端第11-273位核苷酸。其中，序列I自5’末端第1661-1922位核苷酸翻譯出序列表中序列3的自5’末端第11-273位核苷酸。上述RNA由所述正向RNA、linker和所述反向RNA組成；上述RNA具體為如下I) -4)中任--種RNA:I)序列表中的序列3所示的RNA ；2)序列表中的序列3自5’末端第11-637位所示的RNA ；3)在嚴格條件下與I)或2)限定的RNA序列雜交且具有相同功能的RNA分子；4)與I)或2)限定的RNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且具有相同功能的RNA分子。其中，所述正向RNA的核苷酸序列為序列表中序列3的自5’末端第11-273位核苷酸；所述linker的核苷酸序列為序列表中序列3的自5’末端第274-374位核苷酸；所述反向RNA的核苷酸序列為序列表中序列3的自5’末端第375-637位核苷酸。本專利技術的另一個目的是提供編碼上述RNA的DNA分子。本專利技術提供的DNA分子，包括正向DNA和反向DNA ；所述反向DNA是所述正向DNA的反向互補；所述正向DNA為所述蛋白A的編碼基因中的200_500bp的DNA。上述DNA分子中，所述正向DNA為所述蛋白A的編碼基因的5’ UTR區或3’ UTR區中 200-500bp 的 DNA ；上述正向DNA為序列表中序列4的自5’末端第11-273位核苷酸。其中，序列I自5’末端第1661-1922位核苷酸為序列表中序列4的自5’末端第11-273位核苷酸。上述DNA分子由所述正向DNA、linker和所述反向DNA組成；上述DNA分子具體是如下I) -4)中任--種的DNA分子:I)序列表中序列4所示的DNA分子；2)序列表中的序列4自5’末端第11-637位所示的DNA ；3)在嚴格條件下與I)或2)限定的DNA序列雜交且具有相同功能的DNA分子；4)與I)或2)限定的DNA序列至少本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種RNA，包括正向RNA和反向RNA；所述反向RNA是所述正向RNA的反向互補；所述正向RNA為蛋白A的編碼基因中的200?500bp的DNA轉錄得到的RNA；所述蛋白A的氨基酸序列為序列表中的序列2。
【技術特征摘要】
1.一種RNA，包括正向RNA和反向RNA ； 所述反向RNA是所述正向RNA的反向互補； 所述正向RNA為蛋白A的編碼基因中的200-500bp的DNA轉錄得到的RNA ； 所述蛋白A的氨基酸序列為序列表中的序列2。2.根據權利要求1所述的RNA，其特征在于: 所述蛋白A的編碼基因中的200-500bp的DNA為所述蛋白A的編碼基因中包括5’UTR區或3’ UTR區的部分或者全部片段的200-500bp的DNA ； 所述蛋白A的編碼基因的核苷酸序列為序列表中的序列I ; 所述5’ UTR區為序列表中的序列I自5’末端第1-215位核苷酸；所述3’ UTR區為序列表中的序列I自5’末端第1704-1953位核苷酸； 所述正向RNA具體為序列表中序列3的自5’末端第11-273位核苷酸。3.根據權利要求1或2所述的RNA，其特征在于: 所述RNA由所述正向RNA、linker和所述反向RNA組成； 所述RNA具體為如下I)-4)中任--種RNA: 1)序列表中的序列3所示的RNA； 2)序列表中的序列3自5’末端第11 -637位所示的RNA； 3)在嚴格條件下與I)或2)限定的RNA序列雜交且具有相同功能的RNA分子； 4)與I)或2)限定的RNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且具有相同功能的RNA分子。4.一種編碼權利要求1-3中任一所述RNA的DNA分子，包括正向DNA和反向DNA ； 所述反向DNA是所述正向DNA的反向互補； 所述正向DNA為所述蛋白A的編碼基因中的200-500bp的DNA。5.根據權利要求4所述的DNA分子，其特征在于:所述蛋白A的編碼基因中的200-500bp的DNA為中包括5’ UTR區或3’ UTR區中任意200_500bp的DNA ； 所述正向DNA具體為序列表中序列4的自5’末端第11-273位核苷酸。6.根據權利要求4或5所述的DNA分子，其特征在于: 所述DNA分子由所述正向DNA、linker和所述反向DN...
【專利技術屬性】
技術研發人員：左建儒，牟金葉，安豐英，付福友，
申請(專利權)人：中國科學院遺傳與發育生物學研究所，
類型：發明
國別省市：
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