[發明專利]組合使用Cry1Ab 與Cry1Be 用于抗性昆蟲的管理

有效

• 申請號: 201080063906.8
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102753695A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: T.米德;K.納瓦;N.P.斯托爾;J.J.希茨;A.T.伍斯利;S.L.伯頓
• 申請（專利權）人: 陶氏益農公司
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳培善

發明背景

人類種植谷物用于糧食和能源應用。人類還種植許多其它的作物，包括大豆和棉花。昆蟲吃掉并毀壞植物從而破壞了人類的努力。人們每年要花費數十億美元用于控制害蟲，并且它們還會造成另外數十億美元的損失。合成的有機化學殺蟲劑為用于控制害蟲的主要工具，但是在一些區域，生物殺蟲劑，例如來自蘇云金芽孢桿菌?(Bacillus?thuringiensis)(Bt)的殺蟲蛋白，發揮著重要的作用。通過轉化Bt殺蟲蛋白基因產生昆蟲抗性植物的能力給現代農業帶來了革命，并提高了殺蟲蛋白及其基因的重要性和價值。

已經有數種Bt蛋白用于產生抗昆蟲的轉基因植物，它們現在已經被成功地注冊并商業化。這些包括谷物/玉米(corn)中的Cry1Ab,Cry1Ac,Cry1F和Cry3Bb，棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab，和馬鈴薯中的Cry3A。

表達這些蛋白的商業產品表達單一的蛋白，但是在如下情況下例外，即期望2種蛋白的組合殺蟲譜(例如在玉米中組合Cry1Ab和Cry3Bb以分別提供對鱗翅目害蟲和食根昆蟲的抗性)，或者蛋白的獨立作用使它們可用作在易感昆蟲群體中延遲抗性產生的工具(例如在棉花中組合Cry1Ac和Cry2Ab以提供對煙草青蟲(tobacco?budworm)的抗性管理)。另見美國專利申請公開No.2009/0313717，其涉及Cry2蛋白加Vip3Aa,Cry1F或Cry1A，用于控制谷實夜蛾(Helicoverpa?zea)或棉鈴蟲(armigerain)。WO?2009/132850涉及Cry1F或Cezry1A和Vip3Aa，用于控制秋粘蟲(Spodoptera?frugiperda)。美國專利申請公開No.2008/0311096部分涉及Cry1Ab，用于控制Cry1F抗性的歐洲玉米螟(ECB;Ostrinia?nubilalis(Hübner))。

也就是說，昆蟲抗性轉基因植物的一些品質雖然使這種技術被快速而廣泛地采用，但是也帶來了擔憂，即害蟲群體可能對這些植物所產生的殺蟲蛋白產生抗性。已經提出了多種策略用于防止(preserve)基于Bt的昆蟲抗性性狀的效用，包括以高劑量使用蛋白質并與避難所組合，不同毒素交替使用或者共使用(McGaughey等.(1998),“B.t.Resistance?Management,”Nature?Biotechnol.16:144-146)。

被選擇用于昆蟲抗性管理(IRM)混雜的蛋白質需要獨立地發揮其殺蟲效果，從而對一種蛋白質產生的抗性不會賦予對第二種蛋白質的抗性(即對于蛋白質無交叉抗性)。如果例如選擇對“蛋白A”有抗性的害蟲群體對“蛋白B”敏感，則人們可以得出結論，蛋白A和蛋白B無交叉抗性并且它們的組合可有效延遲對單一蛋白A的抗性。

當沒有抗性昆蟲群體時，可以基于假定與作用機制和交叉抗性潛力相關的其它特征進行評估。已經有提議使用受體介導的結合來鑒定可能不會顯示交叉抗性的殺蟲蛋白(van?Mellaert等1999)。在這種方法中固有的缺少交叉抗性的關鍵預測子(predictor)是殺蟲蛋白在敏感昆蟲物種中不會競爭受體。

在兩種Bt毒素競爭昆蟲中的相同受體的情況下，如果昆蟲中的受體發生突變使得毒素之一不再與該受體結合從而對該昆蟲不再具有殺蟲性，則可能的情況是昆蟲對第二種毒素(其競爭性結合相同的受體)也有抗性。也就是說，昆蟲對兩種Bt毒素有交叉抗性。然而，如果兩種毒素結合兩種不同的受體，這可以指示昆蟲不會同時對這兩種毒素具有抗性。

例如，Cry1Fa蛋白可用于控制許多鱗翅類害蟲物種，包括ECB和秋粘蟲(FAW;Spodoptera?frugiperda)，并且針對蔗螟(SCB;Diatraea?saccharalis)有活性。Cry1Fa蛋白，如在含有事件TC1507的轉基因玉米植物中產生的，負責工業領先的用于FAW控制的昆蟲抗性性狀。Cry1Fa進一步應用于SmartStax^TM和WideStrike^TM產品中。

使用Cry1Fa蛋白進行(競爭或同源)受體結合研究的能力已受到限制，因為可用于標記蛋白在受體結合測定法中進行檢測的常用技術傾向于使Cry1Fa蛋白的殺蟲活性失活。