[發明專利]CRY1Da和CRY1Fa蛋白用于昆蟲抗性管理的組合用途

有效

• 申請號: 201080064010.1
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102843903A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 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: A01H5/00
• 分類號: A01H5/00;A01H1/00;A01P7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張文輝

發明背景

人類種植玉米(corn)以供食物和能量應用。人類還種植許多其它作物，包括大豆和棉花。昆蟲食用并損害植物，并且由此削弱這些人類努力。每年花費數十億美元來控制昆蟲害蟲(pest)，并且它們造成的損害損失額外的數十億。合成的有機化學殺蟲劑已經是用于控制昆蟲害蟲的主要工具，但是生物學殺蟲劑，諸如自蘇云金芽孢桿菌(Bacillus?thuringiensis,Bt)衍生的殺蟲蛋白(insecticidal?protein)已經在一些領域中發揮重要作用。經由用Bt殺蟲蛋白基因轉化生成昆蟲抗性植物的能力已經使現代農業發生革命，而且提高殺蟲蛋白及其基因的重要性和價值。

已經使用幾種Bt蛋白來創建至今已經成功登記并商業化的昆蟲抗性轉基因植物。這些包括玉米中的Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F和Cry3Bb、棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab、和馬鈴薯中的Cry3A。

除了在2種蛋白質的組合殺蟲譜是期望的(例如，玉米中的Cry1Ab和Cry3Bb組合以分別提供對鱗翅目害蟲和根蟲的抗性)或蛋白質的獨立作用使它們可用作用于延遲易感昆蟲群中抗性形成的工具(例如，棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab組合以提供煙草蚜蟲的抗性管理)的情況中外，表達這些蛋白質的商業產品表達單一蛋白質。

也就是說，已經導致此技術的快速且普遍采用的昆蟲抗性轉基因植物的一些質量(quality)還引起如下的憂慮，即害蟲(pest)群體會形成對由這些植物生成的殺蟲蛋白的抗性。已經提示了保留基于Bt的昆蟲抗性性狀的效用的幾種策略，其包括與避難所(refuge)組合以及與不同毒素交替、或在不同毒素共部署中部署(deploy)高劑量的蛋白質(McGaughey等(1998),“B.t.Resistance?Management,”Nature?Biotechnol.16:144-146)。

為了在IRM疊加中使用而選定的蛋白質需要獨立地施加其殺蟲效果，使得對一種蛋白質形成的抗性未賦予對第二種蛋白質的抗性(即，沒有對蛋白質的交叉抗性)。如果例如在對“蛋白質A”的抗性方面選定的害蟲群對“蛋白質B”敏感，那么會推斷沒有交叉抗性，并且蛋白質A和蛋白質B的組合會有效延遲對單獨的蛋白質A的抗性。

在沒有抗性昆蟲群的情況中，可以基于假設與作用機制和交叉抗性潛力相關的其它特征做出評估。已經提示了受體介導的結合在鑒定有可能不展現出交叉抗性的殺蟲蛋白中的效用(van?Mellaert等1999)。缺乏此方法中固有的交叉抗性的關鍵預測物(predictor)是殺蟲蛋白在敏感的昆蟲物種中不競爭受體。

在兩種Bt毒素競爭相同受體的情況中，則若所述受體在所述昆蟲中突變，使得毒素之一不再結合所述受體，并且如此針對昆蟲不再是殺蟲性的，則情況可能是昆蟲也會對第二種毒素(其競爭性結合相同受體)有抗性。也就是說，昆蟲被說成與這兩種Bt毒素有交叉抗性。然而，若兩種毒素結合兩種不同受體，則這可以是如下的指示，即昆蟲不會對那兩種毒素同時有抗性。

Cry1Fa可用于控制許多鱗翅目害蟲物種，包括歐洲玉米螟(European?corn?borer)(ECB；玉米螟(Ostrinia?nubilalis)(Hübner?))和秋粘蟲(fall?armyworm)(FAW；草地夜蛾(Spodoptera?frugiperda))，并且針對甘蔗螟(sugarcane?borer)(SCB；小蔗螟(Diatraea?saccharalis))是有活性的。Cry1Fa蛋白(如在含有事件TC1507的玉米植物中生成的)負責供FAW控制用的行業領先的昆蟲抗性性狀。Cry1Fa在SmartStax^TM、和WideStrike^TM產品中進一步部署。

因為可用于標記受體結合測定法中檢測的蛋白質的最常見技術滅活Cry1Fa蛋白的殺蟲活性，所以使用Cry1Fa蛋白進行(競爭性或同源性)受體結合研究的能力是有限的。

其它Cry毒素列于官方B.t.命名委員會的站點(Crickmore等;lifesci.sussex.ac.uk/home/Neil_Crickmore/Bt/)。見所附的附錄A。目前有幾乎60個“Cry”毒素大類(Cry1-Cry59)，及其它Cyt毒素和VIP毒素等。許多數字組各自具有大寫字母亞組，而大寫字母亞組具有小寫字母亞-亞組。(例如，Cry1具有A-L，而Cry1A具有a-i)。

發明概述