[發明專利]一種Bt cry54Ab1操縱子基因及其編碼蛋白和應用

在審

• 申請號: 201310026076.7
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103103204A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 鄭愛萍;李平;關鵬;余宗蘭;朱軍;鄧其明;李雙成
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C12N15/32
• 分類號: C12N15/32;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C07K14/325;A01H5/00;A01N47/44;A01P7/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種Bt?cry54Ab1操縱子基因及其編碼蛋白和應用。?

背景技術

在人類生產過程中，蟲害是造成農業生產損失及影響人類健康的重要因素。多年來，對農作物害蟲及蚊蟲普遍采用化學防治手段進行防治，但由于化學農藥的長期、大量使用，造成了對環境的污染，農副產品中農藥殘留量增加，給人類的生存和健康帶來了危害。此外，化學農藥在殺滅害蟲的同時，也殺傷了天敵及其它有益物，破壞了生態平衡。與化學防治相比，生物防治具有安全、有效、持久的特點。并且避免了化學防治帶來的一系列問題。因此，生物防治技術成了人們研究的熱點。在生物殺蟲劑中，蘇云金芽孢桿菌是目前世界上用途最廣、產量最大的一類微生物殺蟲劑。?

蘇云金芽孢桿菌（Bacillus?thuringiensis，簡稱Bt）是一種革蘭氏陽性細菌，它的分布極為廣泛，在芽孢形成的同時可形成具有殺蟲活性的由蛋白質組成的伴胞晶體，又名殺蟲晶體蛋白（Insectididal?crystal?proteins，簡稱ICPs），ICPs是由cry基因編碼的，對敏感昆蟲有強烈毒性，而對高等動物和人無毒性。近幾十年來，Bt已廣泛應用于控制多種鱗翅目、雙翅目、鞘翅目等害蟲。此外，Bt還對膜翅目、同翅目、直翅目、食毛目等多種害蟲及植物病原線蟲、螨類、原生動物有控害作用。目前在農田害蟲、森林害蟲及衛生害蟲的防治中Bt已成為化學合成農藥的有力替代品，Bt還是轉基因抗蟲工程植物重要的基因來源。?

自1981年Schnepf從菌株HD-1中克隆了第一個能表達殺蟲活性的基因以來，人們已經分離克隆了630多種編碼殺蟲晶體蛋白的基?因，根據編碼的氨基酸序列同源性它們被分別確定為不同的群、亞群、類和亞類(Crickmore?N,et?al.Microbiol?Mol?Biol?Rev,1998,62:807-813;http://www.biols.susx.ac.uk/Home/Neil_Crickmore/Bt/)。現在已經分離克隆了72個類群的殺蟲蛋白。一般而言,Cry蛋白都是由單個操縱元編碼的，如Cry1,Cry2,Cry3,Cry4和Cry9等毒蛋白，這些基因編碼的殺蟲晶體蛋白分子量為130-140kD;Cry54和Cry56等基因編碼的殺蟲晶體蛋白分子量為70-80kDa。隨著對Bt殺蟲基因研究的深入，一些具有兩個操縱元編碼的殺蟲基因蛋白被予以發現，在這些cry基因當中，有一些類型cry基因與其序列后面的具有相同編碼方向的orf2基因組成一個cry操縱子基因。這些cry操縱子基因由3部分組成，第一部分為一個cry基因編碼60-80kDa?Cry蛋白，第二部分為一個orf2基因編碼50-60kDa?Orf2蛋白，以及位于兩者之間一個約為30-80bp非編碼的間隔序列。在以前的研究中，有些研究者認為orf2具有穩定cry?mRNA的作用，或者其編碼的Orf2蛋白可能作為一個分子伴侶，有助于cry蛋白晶體的形成（Rosso?ML,1997.Appl?Environ?Microbiol63:4449-4455）；有些研究者則認為Orf2蛋白對于穩定晶體構型具有重要的作用（J.Eleazar?Barboza-Corona,2012.Appl?Environ?Microbiol?78(6):2005-2012）。Orf2蛋白與Cry1、Cry4、Cry7、Cry8、Cry9等大分子量Cry蛋白的C端相類似，因此一些大分子的cry基因在進化過程中由于基因突變等因素造成完整的基因序列被分為兩部分，形成由兩個基因組成的cry基因操縱子（Thorne?L,1986.J?Bacteriology.166:801–811）。?

分子伴侶是細胞中一大類蛋白質，是一類在序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質，它們在細胞內幫助其他含多肽的結構完成正確的組裝，但不構成這些蛋白質結構執行功能時的組份。?