[發(fā)明專利]與植物抗蚜蟲能力相關(guān)的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110236588.7
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102952183A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志興;苗猛猛;王旭靜;唐巧玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C07K14/42
• 分類號: C07K14/42;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/21;C12N15/11;C12N15/84;A01H5/00;C12R1/91
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及與植物抗蚜蟲能力相關(guān)的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

蚜蟲為同翅目蚜科，是一種破壞力極強的農(nóng)業(yè)害蟲，它的特點為：個頭小，身子軟，繁殖能力特強，多寄主，能進行孤雌生殖和有性生殖。由于蚜蟲具有適應(yīng)能力強，食譜廣，繁殖率極強等特點，如何有效地對它進行有效防治成為許多科學(xué)工作者多年來一直致力研究的難題。植物基因工程的發(fā)展為蚜蟲防治開辟了新的途徑。目前研究者已克隆得到了多個與抗蚜相關(guān)的基因。從抗蚜蟲廣譜性上來分，這些基因主要分為兩類：一個是特異性抗蚜基因：如Nr基因(Nasonovia?ribisnigr)：該基因從一種野生型的萵苣中獲得，只針對Nasonovia?ribisnigr(屬于蚜蟲的一個種)起作用；Vat基因：法國的一個研究小組從朝鮮的一個甜瓜品種中發(fā)現(xiàn)的，該基因可抑制蚜蟲在植物器官上繁殖，又可以防止蚜蟲傳播病毒；sd1基因：只針對于蘋果紅圓尾蚜(Dysaphis?devecta)生物I型和II型起作用，目前該基因已經(jīng)被繪制了精密的物理圖譜，為克隆該基因奠定了基礎(chǔ)；Mi-1，2基因：該基因來源于茄科植物番茄中，全長14.7kb，編碼由1257個氨基酸組成的蛋白，該基因?qū)儆趎ucleotide-binding?leucine?rich?repeat(NBLRR)家族，即富含亮氨酸的核苷酸結(jié)合家族，后來Rossi等(1998)進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)其位于番茄的第6號染色體上，并且該基因具有高度的種屬特異性，對轉(zhuǎn)該基因的馬鈴薯分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯只對Wu3型的蚜蟲起作用，將該基因轉(zhuǎn)入茄子發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因茄子只針對于線蟲起作用，而對蚜蟲不起作用(Rossi，M.，Goggin，F(xiàn).L.，Milligan，S.B.，Kaloshian，I.，Ullman，D.E.，and?Williamson，V.M.，The?nematode?resistance?gene?Mi?of?tomato?confers?resistance?against?the?potato?aphid.Proc?Natl?Acad?Sci?U?S?A?1998.95：9750-9754)。另一種是廣譜性的抗蚜基因：如細胞分裂素基因：Smigocki等(1993)將細胞分裂素基因ipt(異戊烯基轉(zhuǎn)移酶：細胞分裂素合成的關(guān)鍵酶)基因轉(zhuǎn)化煙草，發(fā)現(xiàn)陽性植株能夠抑制綠桃蚜(Myzuspersicae)的發(fā)育，經(jīng)后續(xù)試驗證發(fā)現(xiàn)是植物激素的過量表達從而干擾了昆蟲正常的生理代謝而使桃蚜的發(fā)育受到抑制(Smigocki，A.，Neal，J.W.，Jr.，McCanna，I.，and?Douglass，L.，Cytokinin-mediated?insect?resistance?in?Nicotiana?plants?transformed?with?the?ipt?gene.Plant?Mol?Biol?1993.23：325-335)；蛋白酶抑制劑基因：由于同翅目昆蟲體內(nèi)缺乏蛋白酶，因而目前常見的蛋白酶抑制劑基因抑制蚜蟲的效果，但是一些小的蛋白酶抑制劑，如胃蛋白酶抑制劑(pepstain)和抑糜酶素(chymostain)對蚜蟲有致死作用；凝集素基因：具有對多種單糖和寡聚糖專一性結(jié)合的能力，因而使這類基因在抗蚜基因工程育種方面具有很大的潛力，該基因也是迄今為止研究最為深入、廣泛的抑制蚜蟲發(fā)育、繁殖比較明顯的基因(郭洪年，侯漢娜，歐陽青，吳家和，抗蚜基因及其轉(zhuǎn)基因植物.中國生物工程雜志2008.28：118-124)。

植物凝集素是一種存在于許多植物的種子和營養(yǎng)器官中具有一個或多個能夠與單糖或寡聚糖特異可逆結(jié)合的非免疫蛋白。到目前為止，已對雪花蓮、石蒜(Zhao，X.，Yao，J.，Sun，X.，and?Tang，K.，Molecular?cloning?and?characterization?of?a?novel?lectin?gene?from?Lycoris?radiata.DNA?Seq?2003.14：223-226)、觀音蓮、紅豆杉、掌葉半夏、小麥、扁豆等植物凝集素基因進行了克隆、序列及功能分析。