[发明专利]与百草枯抗性相关RNA及其对应的蛋白、编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种与百草枯抗性相关RNA及其对应的蛋白、编码基因与应用。

背景技术

百草枯(paraquat，1，1‘-dimethy1-4，4’-bipiridy1；1，1‘-二甲基-4，4’-联吡叮，分子量257.2)是一种非选择性的速效触杀型除草剂，它是继草甘磷之后的第二大除草剂。百草枯被广泛应用于防除各种一年生杂草；对多年生杂草有强烈的杀伤作用，但其地下茎和根能萌出新枝；对已木质化的棕色茎和树干无影响。同时，百草枯还适用于防除果园、桑园、胶园及林带的杂草，也可用于防除非耕地、田埂、路边的杂草，对于玉米、甘蔗、大豆以及苗圃等宽行作物，可采取定向喷施百草枯来防除杂草。百草枯自上世纪六十年代由原英国卜内门化学工业有限公司(ICI)研究开发，迄今其在农业种植中的广泛应用已经有50多年的历史，目前在世界范围内有100多个国家使用百草枯。百草枯在1984年首次被引进中国市场，自上世纪90年代以来，随着农业生产技术的发展，我国很多农药企业先后开始大量生产百草枯原药，目前百草枯已经在我国的农业生产得到广泛应用。

百草枯为速效触杀型灭生性季胺盐类除草剂，植物对其吸收极其迅速，叶片接触百草枯以后，有效成分对叶绿体层膜破坏力极强，使光合作用和叶绿素合成很快中止，叶片着药后2-3小时即开始受害变色，百草枯对单子叶和双子叶植物绿色组织均有很强的破坏作用。在光下生长的植物中，百草枯主要作用于其叶绿体，叶绿体含有绿色植物的光合系统，能吸收光能并制造糖分。百草枯作用于光系统I(photosystem I)的光合膜系统，该系统能产生自由电子以推动光合作用。光系统I产生的自由电子与百草枯离子发生反应，产生自由基结构。氧可以迅速将这些自由基还原，并在这一过程中产生过氧化物。产生的过氧化物具有极高的化学活性，它能攻击不饱和膜脂肪酸，迅速打开并分解细胞膜及组织。百草枯离子与自由基的反应过程中会反复产生更多的过氧化物，直至停止产生自由电子，植物将迅速枯萎死亡。因此，百草枯是光合作用的一种电子传递抑制剂。在光系统I中它还能竞争性地抑制NADP的还原，还原后的百草枯迅速再氧化产生一系列的超氧化物阴离子，活性氧自由基的毒害能引起脂质的过氧化反应和细胞膜的损伤。

百草枯作为一个应用广泛的除草剂，人们在科学研究和农业生产过程中进行了很多抗除草剂植物的筛选并着手对抗除草剂基因进行克隆。1987年，人们首次在匈牙利抗莠去津的群体中发现了百草枯抗性植物小飞蓬(Conyza canadensis)，后来，有研究者在加拿大莴苣中也发现了只对百草枯有抗性的植株。Jinki Jo等人从人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)中分离克隆了一个抗百草枯的新基因(pqrA，GenBank：AAF86626.1)，他们发现pqrA基因编码的蛋白对百草枯具有一定抗性。JinkiJo等人将pqrA基因转入烟草后，发现转基因烟草与野生型相比具有一定的百草枯抗性。PqrA蛋白是一种膜蛋白，PqrA多肽的亲水模式表明它与12个转膜片段(TMS)家族输出蛋白具有很高的同源性，是典型的Na+/drug反转运体家族成员，负责多种毒物的转运，确保耐性细胞对有毒化合物的抑制作用。2003年，Nefedova等在蓝细菌(Synechocystis sp.)PCC 6803野生型菌株和对百草枯抗性突变体Prq20菌株中进行了prqA和mvrA基因的插入失活实验，首次阐明转运体在光合微生物中参与了对百草枯的抗性。

通过细菌和动物中的研究，目前认为百草枯能通过腐胺、氨基酸阳离子转运体转运。Soar等人通过研究认为百草枯在金盏花(Arctotheca calendula)体内的转运与百草枯导致伤害紧密相关，并能诱导百草枯抗性的产生。他们通过在施用百草枯时添加一些多胺，能减少百草枯的毒性；应用多胺，腐胺，尸胺和亚精胺检测，在敏感植物中，百草枯的转运由于多胺的存在竞争性地抑制了百草枯的吸收。多胺、亚精胺和尸胺有效地减少了百草枯在金盏花敏感植株中的转运，抗性植株比敏感植株含有较高的亚精胺水平，因此推测多胺或者多胺转运体参与百草枯的抗性形成。但到目前为止，还没有在植物中发现可以转运百草枯的植物蛋白。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种与百草枯抗性相关RNA。

本发明提供的RNA，包括正向RNA和反向RNA；

所述反向RNA是所述正向RNA的反向互补；

所述正向RNA为蛋白A的编码基因中的200-500bp的DNA转录得到的RNA；

所述蛋白A的氨基酸序列为序列表中的序列2。