[發(fā)明專利]防止在玉米根蟲（根螢葉甲）中形成抗性的包括Cry34Ab/35Ab和Cry3Ba蛋白的組合

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180031211.6
• 申請(qǐng)日: 2011-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN102970862A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.E.納瓦;T.米德;K.J.芬希爾;H.李;T.D.海伊;A.T.伍斯利;M.B.奧爾森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏益農(nóng)公司
• 主分類號(hào): A01H5/00
• 分類號(hào): A01H5/00;C12N5/04;A01N37/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝夢(mèng)欣

發(fā)明背景

人類為食物和能量應(yīng)用而種植玉米。玉米是一種重要的作物。它在世界許多地區(qū)是食物、食品、和動(dòng)物飼料的重要來源。昆蟲進(jìn)食和損害植物，并由此破壞這些人類努力。每年花費(fèi)數(shù)十億美元來控制昆蟲害蟲，并且它們?cè)斐傻膿p害另外損失數(shù)十億。

昆蟲害蟲引起的損害是世界玉米作物損失的一個(gè)主要因素，盡管使用了保護(hù)措施諸如化學(xué)殺蟲劑。鑒于這一點(diǎn)，已經(jīng)通過遺傳工程將昆蟲抗性改造到作物諸如玉米中以控制昆蟲損害和降低對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)殺蟲劑的需要。

在美國，每年有超過1千萬英畝的玉米感染玉米根蟲物種聯(lián)合體（corn?rootworm?species?complex）。玉米根蟲物種聯(lián)合體包括北方玉米根蟲（Diabrotica?barberi）、南方玉米根蟲（D.undecimpunctata?howardi）、和西方玉米根蟲（D.virgifera?virgifera）。（其它物種包括Diabrotica?virgifera?zeae（墨西哥玉米根蟲）、Diabrotica?balteata（巴西玉米根蟲）、和巴西玉米根蟲聯(lián)合體（Diabrotica?viridula和Diabrotica?speciosa）。

這些根螢葉甲物種（Diabrotica?species）的土棲幼蟲以玉米植物的根為食，引起倒伏。倒伏最終降低玉米產(chǎn)量，而且常常導(dǎo)致植物死亡。通過以玉米穗絲為食，成年甲蟲降低授粉，并因此對(duì)每株植物的玉米產(chǎn)量產(chǎn)生有害影響。另外，根螢葉甲屬的成蟲和幼蟲攻擊葫蘆科作物（cucurbit?crops）（黃瓜、甜瓜（melons）、南瓜（squash）、等）和商業(yè)生產(chǎn)的許多蔬菜和田地作物以及宅園中種植的那些。

合成有機(jī)化學(xué)殺蟲劑已經(jīng)成為用于控制昆蟲害蟲的主要工具，但是生物學(xué)殺蟲劑（諸如自蘇云金芽孢桿菌（Bacillus?thruingiensis，Bt）衍生的殺蟲蛋白）已經(jīng)在一些地區(qū)發(fā)揮重要作用。經(jīng)由用Bt殺蟲蛋白基因轉(zhuǎn)化來生成昆蟲抗性植物的能力已經(jīng)改革了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，并且提高了殺蟲蛋白及其基因的重要性和價(jià)值。

來自一些蘇云金芽孢桿菌（B.t.）菌株的殺蟲晶體蛋白是本領(lǐng)域公知的。參見例如Hofte等人，Microbial?Reviews，Vol.53，No.2，pp.242-255（1989）。這些蛋白質(zhì)通常由細(xì)菌作為大約130kDa毒素原生成，然后在被昆蟲攝取后受到昆蟲中腸中的蛋白酶的切割以產(chǎn)生大致60kDa核心毒素。這些蛋白質(zhì)稱作晶體蛋白，因?yàn)橛靡恍〣.t菌株的孢子能觀察到獨(dú)特晶體內(nèi)含物。這些晶體內(nèi)含物常常由數(shù)種獨(dú)特蛋白質(zhì)構(gòu)成。

已經(jīng)用于生成轉(zhuǎn)基因昆蟲抗性作物的一組基因是來自蘇云金芽孢桿菌（B.t.）的德爾塔-內(nèi)毒素。德爾塔-內(nèi)毒素已經(jīng)在作物植物（諸如棉花、馬鈴薯、稻、向日葵、以及玉米）中成功表達(dá)，而且已經(jīng)證明對(duì)昆蟲害蟲提供卓越的控制。（Perlak，F(xiàn).J.等人（1990）Bio/Technology?8，939-943；Perlak，F(xiàn).J.等人（1993）Plant?Mol.Biol.22：313-321；Fujimoto?H.等人（1993）Bio/Technology?11：1151-1155；Tu等人（2000）Nature?Biotechnology?18:1101-1104；PCT申請(qǐng)?zhí)朩O?01/13731；及Bing?J?W等人（2000）Efficacy?of?Cry1F?Transgenic?Maize，14th?Biennial?International?Plant?Resistance?to?Insects?Workshop，F(xiàn)ort?Collins，Colo.）。

迄今為止，已經(jīng)使用數(shù)種Bt蛋白創(chuàng)建了昆蟲抗性轉(zhuǎn)基因植物，它們已經(jīng)成功登記和商品化。這些包括玉米中的Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry3Aa、和Cry3Bb，棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab，及馬鈴薯中的Cry3A。還有玉米中的SMART?STAX，它包含Cry1A.105和Cry2Ab。

表達(dá)這些蛋白質(zhì)的商業(yè)產(chǎn)品表達(dá)單一蛋白質(zhì)，想要兩種蛋白質(zhì)的組合殺蟲譜的情況（例如組合玉米中的Cry1Ab和Cry3Bb以分別提供對(duì)鱗翅目害蟲和根蟲的抗性）或蛋白質(zhì)的獨(dú)立作用使得它們作為用于延遲在易感昆蟲群體中形成抗性的工具是有用的情況（例如組合棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab以提供對(duì)煙草蚜蟲的抗性管理）除外。