[發(fā)明專利]殺蟲基因及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110435721.1
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102533793A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 丁德榮;龐潔;康越景;楊進孝;賈志偉;黃金存;郭函子
• 申請（專利權）人: 北京大北農科技集團股份有限公司
• 主分類號: C12N15/32
• 分類號: C12N15/32;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/21;C12N1/19;C12N7/01;C12N15/82;A01H5/00;A01N47/44;A01P7/04
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技術領域

本發(fā)明涉及一種殺蟲基因及其用途，特別是涉及一種改造的Cry1Ab殺蟲基因及其用途。

背景技術

植物蟲害是導致農作物損失的主要因素，給農民造成重大的經(jīng)濟損失，甚至影響到當?shù)厝丝诘纳鏍顩r。為了防治植物蟲害，人們通常使用廣譜化學殺蟲劑和生物殺蟲制劑，但二者在實際應用中都具有局限性：化學殺蟲劑會帶來環(huán)境污染的問題，并導致抗藥性昆蟲的出現(xiàn)；而生物殺蟲制劑在環(huán)境中容易降解，在生產上需要重復施用，大大增加了生產成本。

為了解決化學殺蟲劑和生物殺蟲制劑在實際應用中的局限性，科學家們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)將編碼殺蟲蛋白的抗蟲基因轉入植物中，可獲得一些抗蟲轉基因植物以防治植物蟲害。Cry1Ab殺蟲蛋白是眾多殺蟲蛋白中的一種，是由蘇云金芽孢桿菌庫斯塔基亞種(Bacillus?thuringiensis?subsp.kurstaki，B.t.k.)產生的伴孢結晶蛋白，是不溶性晶體蛋白。

Cry1Ab蛋白被昆蟲攝入進入中腸，毒蛋白原毒素被溶解在昆蟲中腸的堿性PH環(huán)境下。蛋白N-和C-末端被堿性蛋白酶消化，將原毒素轉變成活性片段；活性片段和昆蟲中腸上皮細胞膜上表面上受體結合，插入腸膜，導致細胞膜出現(xiàn)穿孔病灶，破壞細胞膜內外的滲透壓變化及PH平衡等，擾亂昆蟲的消化過程，最終導致其死亡。

玉米是世界上分布最廣泛的糧食作物之一，但每年因植物蟲害造成的損失巨大，例如玉米螟、小地老虎或玉米夜蛾、棉鈴蟲等。已證明Cry1Ab殺蟲蛋白可以抵擋多種鱗翅目昆蟲害蟲(如玉米螟、棉鈴蟲等)的侵害，且目前已有大量的研究依據(jù)植物的偏好密碼子對Cry1Ab殺蟲蛋白的氨基酸和/或核苷酸序列進行改造，以提高其在植物中的表達水平，更深入地，分別以提高在單子葉植物或雙子葉植物中的表達水平為目的進行改造，而針對具體作物(如玉米)的優(yōu)化改造并不多見，致使其在玉米中的表達量、毒力等也不夠理想。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種殺蟲基因及其用途，其是依據(jù)玉米的偏好密碼子而進行的優(yōu)化改造，有效克服現(xiàn)有技術Cry1Ab殺蟲蛋白在玉米中的表達量、毒力等不夠理想等技術缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種殺蟲基因，其核苷酸序列包括如下(a)或(b)的序列：

(a)具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列；

(b)在嚴格條件下與(a)限定的核苷酸序列雜交的核苷酸序列。

所述嚴格條件可為在6×SSC(檸檬酸鈉)、0.5％SDS(十二烷基硫酸鈉)溶液中，在65℃下雜交，然后用2×SSC、0.1％SDS和1×SSC、0.1％SDS各洗膜1次。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種表達盒，包含在有效連接的調控序列調控下的所述的殺蟲基因。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種包含所述表達盒的重組載體。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種包含所述殺蟲基因的宿主生物，所述宿主生物為植物細胞、動物細胞、細菌、酵母、桿狀病毒、線蟲或藻類。

進一步地，所述植物為玉米、大豆、棉花、水稻或小麥。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于增加昆蟲靶范圍的方法，包括：將所述的表達盒在植物中與至少一種不同于所述的表達盒編碼的殺蟲蛋白質的第二種殺蟲蛋白質一起表達。

進一步地，所述第二種殺蟲蛋白質為Vip類殺蟲蛋白質、蛋白酶抑制劑、凝集素、α-淀粉酶或過氧化物酶。

在本發(fā)明中，Cry1Ab殺蟲蛋白在一種轉基因植物中的表達可以伴隨著一個或多個Vip類殺蟲蛋白質的表達。這種超過一種的殺蟲毒素在同一株轉基因植物中共同表達可以通過遺傳工程使植物包含并表達所需的基因來實現(xiàn)。另外，一種植物(第1親本)可以通過遺傳工程操作表達Cry1Ab殺蟲蛋白，第二種植物(第2親本)可以通過遺傳工程操作表達Vip類殺蟲蛋白質。通過第1親本和第2親本雜交獲得表達引入第1親本和第2親本的所有基因的后代植物。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種控制昆蟲害蟲的方法，包括：使昆蟲害蟲與抑制量的由所述殺蟲基因編碼的昆蟲抑制性蛋白接觸。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于保護植物免受由昆蟲害蟲引起的損傷的方法，包括：將所述的殺蟲基因或所述的表達盒或所述的重組載體導入植物。

優(yōu)選地，所述植物為玉米、大豆、棉花、水稻或小麥。