【技术名称】HPPD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及其应用、提高作物除草剂抗性的方法

【应用行业】农业

【技术领域】有机合成技术

【知识产权】发明专利

【成果完成单位】华中师范大学

【成果完成人姓名】杨光富、林红艳、杨文超、魏雪芳、肖寒、董进、霍慧玲

【完成人团队简介】团队长期从事农药创制基础研究，在农药分子设计方面取得了系统的研究成果，建立了基于活性小分子与作用靶标相互作用研究的农药生物合理设计创新研究体系，成功创制出“苯噻菌酯”、“苯醚酰胺”两个农药候选新品种以及多个高活性农药候选化合物。。

【成果完成时间】2022-01-21

【专利号】CN2022100706457

【授权日期】2024-01-12

【技术成熟度】研发阶段

【应用背景】HPPD是非血红素铁、α-酮酸依赖型加氧酶家族的一个成员，是酪氨酸代谢路径中的关键酶，能够将酪氨酸氨基转移酶的催化产物对羟苯基丙酮酸进一步催化生成尿黑酸。

在植物体内，尿黑酸是生物合成质体醌和生育酚的前体物质。质体醌不仅是八氢番茄红素去饱和酶的关键辅助因子，还是电子传递的载体，直接参与到光合作用中。而生育酚是细胞膜的结构组分之一，是细胞膜的抗氧化剂。一旦HPPD的活性被抑制，就会导致质体醌的合成减少，进而导致八氢番茄红素去饱和酶的催化过程受阻，从而影响类胡萝卜素的生物合成，最终使植物出现白化症状而死亡。所以，HPPD是一个重要的除草剂作用靶标。

目前，商品化的HPPD抑制剂除草剂已经有16余种。由于HPPD除草剂具有广谱、高效、使用安全、抗性增长缓慢等特点，已经受到越来越多农药化学研究者的关注，并且其年销售额在逐年增长。

抗除草剂作物在过去20年里，给农民和环境带来了巨大的利益，例如，抗草甘膦玉米和大豆作物等。因此，开发新的抗除草剂作物，如抗HPPD抑制剂类除草剂的作物，显得非常必要。

本领域已有一些对HPPD除草剂抗性基因的研究，这些研究大多是以来自各种菌的HPPD为研究对象，寻找其对除草剂具有抗性的突变位点，再将该外源突变基因导入经济作物体内以增强其对除草剂的耐受性。但是，以经济作物本身的HPPD蛋白为研究对象，在不改变其正常的催化功能的前提下，通过个别位点氨基酸残基的突变来增强其对除草剂的抗性的研究鲜见报道。因此，仍然有必要开发和改进对HPPD抑制剂的耐受性系统。

【成果简介】本成果涉及基因工程领域，发明了一种HPPD蛋白、基因、载体、细胞、组合物及其应用、提高作物除草剂抗性的方法，具体地，发明了一种对羟苯基丙酮酸双加氧酶蛋白、一种编码对羟苯基丙酮酸双加氧酶蛋白的基因、一种重组载体、一种转基因细胞、一种组合物以及它们在提高作物除草剂抗性中的应用，还发明了提高作物除草剂抗性的方法。本成果提供的HPPD蛋白及其编码基因能够用于在酶本身的催化活性基本不受影响的前提下提高作物的除草剂抗性。

【成果图片】

【联系方式】段治国、安红高、刘树楠、吴涛，02767868068，02767868067，02767862769