[發明專利]一種新的Bt蛋白Cry4Cc1、其編碼基因及應用

有效

• 申請號: 200910078898.3
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101497658A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 李平;鄭愛萍;朱軍;譚芙蓉;王玲霞;王世全;鄧其明;李雙成;劉懷年;宋福平;束長龍;張杰
• 申請（專利權）人: 四川農業大學;中國農業科學院植物保護研究所
• 主分類號: C07K14/325
• 分類號: C07K14/325;C12N15/32;C12N15/63;C12N5/10;C12N15/82;A01N63/02;A01P7/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種新的Bt蛋白及其編碼基因和應用。

背景技術

在人類生產過程中，蟲害是造成農業生產損失及影響人類健康的重要因素，據FAO統計，全世界農業生產每年因蟲害造成的經濟損失高達14％，病害損失達12％，草害損失達11％。損失額高達1260億美元，相當于中國農業總產值的一半，英國的4倍多。另外，蚊媒病在預防醫學中占有重要位置，其中登革熱和黃熱病等蚊媒病傳播力強、流行面廣、發病率高、危害性大。據WHO統計，全世界每年感染登革熱人數多達8000萬，我國的海南省在1980和1986年曾經暴發過兩次登革熱，發病分別達到437469例和113589例。登革熱和黃熱病主要由埃及伊蚊傳播。

為了減少這些損失，多年來，對農作物害蟲及蚊蟲普遍采用化學防治手段進行防治，但由于化學農藥的長期、大量使用，造成了對環境的污染，農副產品中農藥殘留量增加，給人類的生存和健康帶來了危害。此外，化學農藥在殺滅害蟲的同時，也殺傷了天敵及其它有益物，破壞了生態平衡。與化學防治相比，生物防治具有安全、有效、持久的特點。并且避免了化學防治帶來的一系列問題。因此，生物防治技術成了人們研究的熱點。在生物殺蟲劑中，蘇云金芽孢桿菌是目前世界上用途最廣、產量最大的一類微生物殺蟲劑。

蘇云金芽孢桿菌(Bacillus?thuringiensis，簡稱Bt)是一種革蘭氏陽性細菌，它的分布極為廣泛，在芽孢形成的同時可形成具有殺蟲活性的由蛋白質組成的伴胞晶體，又名殺蟲晶體蛋白(Insectididal?crystalproteins，簡稱ICPs)，ICPs是由cry基因編碼的，對敏感昆蟲有強烈毒性，而對高等動物和人無毒性。近幾十年來，Bt已廣泛應用于控制多種鱗翅目、雙翅目、鞘翅目等害蟲。此外，Bt還對膜翅目、同翅目、直翅目、食毛目等多種害蟲及植物病原線蟲、螨類、原生動物有控害作用。目前在農田害蟲、森林害蟲及衛生害蟲的防治中Bt已成為化學合成農藥的有力替代品，Bt還是轉基因抗蟲工程植物重要的基因來源。

自1981年Schnepf從菌株HD-1Dipel中克隆了第一個能表達殺蟲活性的基因以來(Adang?M.J?et?al，Characterized?full-length?andtruncated?plasmid?clones?of?the?crystal?protein?of?Bacillus?thuringiensissubsp.kurstaki?HD-73?and?their?toxicity?to?Manduca?sexta，Gene，1985，36(3)：289～300.)，人們已經分離克隆了390多種編碼殺蟲晶體蛋白的基因，根據編碼的氨基酸序列同源性它們被分別確定為不同的群、亞群、類和亞類(Crickmore?N，Zeigler?D?R，Feitelson?J，et?al.Revision?of?the?nomenclature?for?the?Bacillus?thuringiensis?pesticidalcrystal?proteins.Microbiol?Mol?Biol?Rev，1998，62：807-813；http://www.biols.susx.ac.uk/Home/Neil_Crickmore/Bt/)。一般而言，Cry1，Cry2和Cry9等毒蛋白對鱗翅目害蟲有效；其中研究的最多的是Cry1和Cry9類蛋白，它們編碼的殺蟲晶體蛋白分子量為130-140kD，許多基因目前已被廣泛應用于植物的鱗翅目害蟲的防治(Kozie，M.G.，Beland，G.L.，Bowman，C.，et?al.Field?performance?of?elite?transgenicmaize?plants?expressing?an?insecticidal?protein?derived?from?Bacillusthuringiensis.Bio/Technology，1993，11：194-200；Perlak，F.J.，Deaton，R.W.，Armstrong，T.A.，et?al.Insect?resistant?cotton?plants.bio/technology，1990；8：939-943；Van?Frankenhuyzen，K.，Gringorten，L.，and?Gauhier，D.1997.Cry9Cal?toxin，a?Bacillus?thuringiensis?insecticidal?crystalprotein?with?high?activity?against?the?spruce?bud?worm(Choristoneurafnniferana).Appl.Environ，Microbviol.63：4132-4134；王飛，2001，蘇云金芽孢桿菌特異菌株生物學特性及cry9新基因的研究，碩士論文，南開大學)。蘇云金芽胞桿菌以色列亞種(B.thuringiensis?subsp.israelensis，簡稱Bti)產生的毒素蛋白對蚊蟲具有很好殺蟲活性，被廣泛運用于蚊蟲的防治(Goldberg?L?J，and?Margalit?J，1977.A?bacterialspore?demonstrating?rapid?larvicidal?activity?against?Anopheles?sergentii，Uranotaenia?unguiculata，Culex?univitattus，Aedes?aegypti，and?Culexpipiens.Mosqito?News，37：355-358；)。同時，Cyt蛋白具有溶細胞性，對某些Cry蛋白具有增效作用及延緩昆蟲的抗性(Wu，D.，Johnson，J.J.，and?Federici，B.A.1994.Synergism?of?mosquitocidal?toxicity?betweenCytA?and?CryIVD?Proteins?using?inclusion?sproduced?from?cloned?genesof?Bacillus?thuringiensis.Mol.Microbiol.13：965-972；Wirth，M.C.，Georghiou，G.P.，and?Federeci，B.A.1997.CytA?enables?CryIVendotoxins?of?Bacillus?thuringiensis?to?overcome?high?levels?of?CryIVresistance?in?the?mosquito，Culex?quinquefasciatus.Proc.Natl.Acad.Sci.94：10536-10540)