抗磺酰脲类除草剂看麦娘乙酰羟酸合酶的大亚基基因的克隆和表达

【作者】 俞欣妍； 李怡； 李永丰； 何健；

【机构】 南京农业大学生命科学学院农业部农业环境微生物工程重点开放实验室； 江苏省农业科学院植物保护研究所；

【摘要】 乙酰羟酸合酶(AHAS,也称乙酰乳酸合酶acetohydroxyacid synthase,ALS)是植物、真菌和细菌细内支链氨基酸Val、Leu、Ile生物合成过程中关键酶,是乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂如磺酰脲类、咪唑啉酮类、嘧啶水杨酸和磺酰胺类除草剂的作用靶标。从看麦娘抗性生物型与敏感生物型中获得抗磺酰脲类除草剂的乙酰羟酸合酶基因,构建其表达载体,并分析基因中的位点突变与乙酰羟酸合酶对磺酰脲类除草剂抗性产生原因。利用染色体步移技术从看麦娘抗性生物型与敏感生物型总DNA中克隆到乙酰羟酸合酶的大亚基基因,对AHAS大亚基氨基酸序列进行比对分析。分别将抗性与敏感AHAS连接到表达载体pET29a(+)多克隆位点,转化大肠杆菌(Escherichia coli)获得转化子BL21(pET-R)和BL21(pET-S),并诱导表达。看麦娘抗性生物型大亚基有3个氨基酸位点发生突变,转化子在IPTG诱导下,乙酰羟酸合酶的大亚基的蛋白成功表达,酶液酶活试验结果表明:看麦娘抗性基因表达的乙酰羟酸合酶大亚基对氯磺隆、甲磺隆与氯嘧磺隆具有很强的抗性。看麦娘抗性生物型的乙酰羟酸合酶大亚基对磺酰脲类除草剂具有很强的交互抗性,看麦娘抗性生物型与敏感生物型的AHAS大亚基有3个氨基酸位点差异,这些位点突变可能是看麦娘对除草剂产生抗性的原因。更多还原