[發(fā)明專利]對鱗翅目害蟲高抗性的cryIAc基因及其在甘蔗中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010178699.2
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN102250923A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翁麗星;李奇?zhèn)?/a>;徐金玲;汪聯(lián)輝;鄧海華;陳建文;安玉興;齊永文;勞方業(yè);陳勇生
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);廣州甘蔗糖業(yè)研究所
• 主分類號: C12N15/32
• 分類號: C12N15/32;C12N15/82;C07K14/325;A01H5/00;A01N63/02;A01P7/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 吳桂琴;包兆宜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程和生物防治領(lǐng)域，具體涉及到根據(jù)植物偏愛密碼子設(shè)計人工合成的Bt基因在甘蔗中的表達及轉(zhuǎn)基因植株抗蟲性的研究。?

背景技術(shù)

甘蔗是我國的重要經(jīng)濟作物，近年來種植面積約120萬公頃，年產(chǎn)甘蔗糖920萬噸，占我國食糖總產(chǎn)量的90％以上。國家已把發(fā)展生物質(zhì)能源作物為主要原料的生物質(zhì)液體燃料列為可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容，并確定了到2020年達到年替代石油1000萬噸的能力的目標，其中甘蔗是最重要的能源作物之一。我國糖蔗產(chǎn)區(qū)主要分布在廣東、廣西、云南和海南等省區(qū)的經(jīng)濟相對不發(fā)達地區(qū)，蔗糖業(yè)是這些地區(qū)的重要經(jīng)濟支柱。穩(wěn)定和發(fā)展甘蔗產(chǎn)業(yè)對滿足國民的食糖消費需求、繁榮貧困蔗區(qū)地方經(jīng)濟和促進綠色能源工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。?

在甘蔗生產(chǎn)中，蟲害一直是最大威脅因素之一，其中危害最嚴重的是甘蔗螟蟲(鱗翅目害蟲)。幾乎所有蔗區(qū)都受著不同程度的螟蟲危害。我國蔗區(qū)發(fā)生的甘蔗螟蟲主要有二點螟、條螟、黃螟、大螟、白螟和臺灣稻螟等，不同蔗區(qū)，種類的分布有差異。螟蟲危害可導(dǎo)致枯心苗、蟲蛀節(jié)、枯稍、長側(cè)芽、蔗株停止生長、莖數(shù)減少、糖分下降等，從而造成產(chǎn)量、糖分損失，同時還由于蔗莖組織受傷害，導(dǎo)致病菌(如赤腐病菌等)易入侵和易受風(fēng)折。螟害造成的損失一般達5％～20％，嚴重的可達40％以上。特別是發(fā)展能源甘蔗時，一年四季各生長期的甘蔗都有，更有利于害蟲的生長、繁殖，害蟲的發(fā)生為害將更加嚴重。?

目前我國蔗區(qū)主要以施用殺蟲劑防治甘蔗害蟲。長期大量施用殺蟲劑，不但使生產(chǎn)成本增加，而且還導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)平衡破壞、害蟲天敵數(shù)量和種群減少，進而形成需要繼續(xù)依賴殺蟲劑的局面和蟲害再猖獗現(xiàn)象。抗蟲育種是防治農(nóng)作物害蟲最經(jīng)濟、最有效的措施之一。但甘蔗自身缺乏抗源。隨著分子育種研究的進展，基因工程打破了抗性基因來源的限制。近年來，Bt等抗蟲基因已被廣泛應(yīng)用于多種作物的抗蟲育種，取得了可喜的成就。?

80年代以來，隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展和以蘇云金桿菌(Bacillus?thuringiensis，簡稱Bt)δ-內(nèi)毒素基因(Bt基因)為主的各種殺蟲蛋白基因的發(fā)現(xiàn)和克隆，抗蟲基因轉(zhuǎn)移研究已取得了可喜的成就。Bt基因在作物的蟲害防治方面具有重要的應(yīng)用價值。Bt作物田間試?驗的報道首見于1986年，但直至20世紀90年代中期，Bt作物才被應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)。甘蔗轉(zhuǎn)基因抗蟲育種的進展相對較慢。目前尚未見轉(zhuǎn)基因抗蟲品種商品化種植的報道。古巴科學(xué)家1997年報道將Bt基因?qū)敫收崞贩N但基因表達水平過低(少于總蛋白的0.0002％)而失去商品化價值。澳大利亞BSES的科學(xué)家將從馬鈴薯中克隆的抗蟲基因?qū)敫收酫117品種，獲得了轉(zhuǎn)基因植株。1998年已通過溫室盆栽試驗證明轉(zhuǎn)基因植株對金龜子有良好的抑制生長作用。我國科技工作者已將抗線蟲基因Hslpro-1(2004)、調(diào)控花組織分化的基因LEAFY(2003)、抗病毒基因ScMV-CP(2004)、抗旱基因Tsase(2000，2003)及抗蟲基因Bt轉(zhuǎn)入甘蔗中，但均處于試驗階段。?

蘇云金桿菌能產(chǎn)生蛋白性質(zhì)的伴孢晶體，對多種昆蟲，線蟲，螨類等原生動物具有特異的殺蟲活性，對人畜無害，不污染環(huán)境，因而被廣泛應(yīng)用于害蟲的生物防治。其中CryI系列的δ-內(nèi)毒素對鱗翅目(Lepidoptera)害蟲特別有效，因而cryI中的許多基因已被廣泛用于植物的抗蟲基因工程。但由于微生物與動植物的密碼子的使用差別使翻譯效率降低；野生型Bt基因中富含AT序列，在植物中表達的野生型Bt基因的mRNA通常不穩(wěn)定易被降解等問題造成Bt基因在植物中表達量很低。因此，要使得Bt基因在轉(zhuǎn)基因植物中高效表達，必須對野生型Bt基因進行有效的改造。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種對甘蔗條螟等鱗翅目重要害蟲具有極高毒力的適用于單子葉植物中表達的合成基因mcryIAc。?

本發(fā)明的另一個目的是提供一種使植物產(chǎn)生對鱗翅目害蟲抗性的方法。?