[發明專利]一種昆蟲抗逆基因HaTPS及其應用

無效

• 申請號: 201210098655.8
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN103361354A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 唐斌;秦資;張帆
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C12N15/12
• 分類號: C12N15/12;C12N15/63;C12N1/21;C12N5/10;C07K14/435;A01K67/00;A01H5/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

(一)技術領域

本發明涉及一種昆蟲抗逆基因的克隆表達，特別涉及一種昆蟲抗逆基因HaTPS及其在抗逆基因動植物中的應用。

(二)背景技術

高抗逆的植物在農業經濟發展中占重要地位，卻受到很多制約。人們希望通過轉基因的方法獲得高抗逆的植物，保證正常的農業生產等。昆蟲和植物一樣，在生長發育階段中，受到脅迫壓力或者在遭受脅迫的環境中，都能夠誘導出一些特異的功能基因高表達，用于抵抗該種脅迫。這種基因的表達產物能夠行使特定的生理功能，以利于昆蟲和植物適應環境的變化，保護體內細胞的正常結果和功能。這也是一種生理遺傳特性，表現為基因→蛋白質(酶)→代謝→生理功能的過程。對于昆蟲這種特殊的動物來說，其具有非常特異的一種抵抗周圍惡劣環境的作用，源于其具有一類特殊的物質-海藻糖，其具有多種功能，而且這種物質能夠通過昆蟲體內的TPS基因來合成。采用基因工程獲得海藻糖的主要途徑有兩種，一是發酵提取途徑，利用反應器發酵后，提取純化該物質；二是表達分離提取途徑，主要通過獲得有活性的蛋白后，直接提供底物通過酶學方法獲得海藻糖。

為了使外源基因在動植物體內有效發揮作用，同時又可減少對動植物的不利影響，近年來人們對特異性的抗逆基因的研究越來越重視。隨著動植物許多功能基因研究的不斷改進，現已分離了一些動植物根特異性表達基因和增強序列，這些基因序列能在動植物的特異部位表達。例如來自昆蟲的抗凍蛋白(antifreeze?protein)基因，盡管其表達水平很低但是根特異性的，在煙草側根分化誘導過程中，在中柱鞘和內皮層中其啟動子表現短時間活躍，特別是后期根發生組織細胞中活性強，屬于組織特異性啟動子。TPS是合成海藻糖的關鍵基因，將該外源基因導入植物內持續、高效的表達會提高植物的高抗逆、抗脅迫能力。

誘導表達是指動植物細胞由于環境的變化而導致相關基因的表達。動植物體內存在著一套防御機制來對付不良環境，在這個過程中，環境誘導相關的功能基因起著關鍵的作用。海藻糖對于維持昆蟲正常生長發育具有重要作用。在環境脅迫下，最先受到影響的器官是表皮等組織，脂肪體是昆蟲的基因合成和表達的重要器官。如果將誘導型特異性表達的抗逆基因應用于動植物抗脅迫基因工程中，使抗性基因在動植物中特異表達，這樣就能使轉基因動植物在獲得抗性的同時，又不影響正常的生長發育，對抗逆、抗病蟲的基因工程具有十分重要的意義。

(三)發明內容

本發明目的是提供一種能夠誘導表達的昆蟲抗逆基因HaTPS，其在低溫、高溫等條件下大量高表達，能調控和提高昆蟲的抗逆能力，該基因還能應用于植物抗逆基因工程。

本發明采用的技術方案是：

一種昆蟲抗逆基因HaTPS，所述抗逆基因含有下列任意一組核苷酸序列：a、SEQ.ID.NO.1所示的核苷酸序列；b、與SEQ.ID.NO.1所示的核苷酸序列互補的序列；本發明也不排除對上述a或b所述序列進行一個或多個堿基的取代、缺失或修飾的核苷酸序列；或與上述a或b所述序列具有至少90％同源性的核苷酸序列。

進一步，所述的昆蟲抗逆基因HaTPS優選為含有SEQ.ID.NO.1所示的核苷酸序列的基因。

一種昆蟲抗逆基因HaTPS編碼的蛋白質，所述蛋白質的氨基酸序列為SEQ.ID.NO.2所示。

一種載體，所述載體含有所述的昆蟲抗逆基因HaTPS。

一種重組細胞，所述的重組細胞包含所述的昆蟲抗逆基因HaTPS或所述的載體。

進一步，所述的重組細胞優選為重組大腸桿菌細胞。

一種抗逆轉基因的動物細胞組織或動物，所述的動物細胞組織或動物含有所述的昆蟲抗逆基因HaTPS、所述的載體或所述重組細胞。

一種抗逆轉基因的植物愈傷組織或植物，所述的植物愈傷組織或植物含有所述的昆蟲抗逆基因HaTPS、所述的載體或所述重組細胞。

進一步，所述植物愈傷組織或植物優選為轉基因煙草，所述動物組織或動物優選為轉基因異色瓢蟲。

所述的昆蟲抗逆基因HaTPS在動物抗逆細胞工程中的應用，所述的應用為：將昆蟲抗逆基因HaTPS置于啟動子下游，構建表達載體，將載體導入動物細胞，獲得抗逆性高的動物細胞，優選為所述的應用為昆蟲抗逆基因HaTPS在粉紋夜蛾細胞Tn-Hi5中的應用：將昆蟲抗逆基因HaTPS置于啟動子下游，構建表達載體，將載體導入粉紋夜蛾細胞Tn-Hi5，得到高抗逆性粉紋夜蛾細胞，并對抗逆轉基因異色瓢蟲進行了高溫、低溫及饑餓的處理(見下圖)，結果顯示抗逆基因HaTPS高表達，大量合成海藻糖。