[發(fā)明專利]殺蟲基因及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289850.3
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103509808A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓超;龐潔;丁德榮;康越景;王利君;梁燕龍;劉雁華;錢盈佳;楊秋妹;田康樂;趙曉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大北農(nóng)科技集團股份有限公司;北京大北農(nóng)科技集團股份有限公司生物技術(shù)中心
• 主分類號: C12N15/32
• 分類號: C12N15/32;C12N15/70;C12N15/84;C12N1/21;C12N5/10;A01H5/00;C12P21/02;A01N47/44;A01P7/04;C12R1/085
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技術(shù)領(lǐng)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Vip3Aa-01殺蟲基因及Vip3A蛋白質(zhì)控制大螟害蟲的用途。

背景技術(shù)

玉米和水稻是中國重要的糧食作物，每年因植物蟲害造成的糧食損失巨大，例如小地老虎、大螟等，更甚者影響到當?shù)厝丝诘纳鏍顩r。大螟（Sesamia?inferens）屬鱗翅目夜蛾科，為雜食性害蟲，除為害玉米外，還為害水稻、甘蔗、高梁等禾本科作物，廣泛分布于我國中部與東南部，特別是陜西、河南以南的大部稻區(qū)。大螟幼蟲蛀入作物莖內(nèi)為害，可造成枯心苗或整株死亡，其蛀孔一般較大，并有大量蟲糞排出莖外，以低洼地及麥套玉米地發(fā)生重，且夏玉米發(fā)生重于春玉米。為了防治大螟，人們通常采用的主要防治方法有：農(nóng)業(yè)防治、化學防治和生物防治。

農(nóng)業(yè)防治是把整個農(nóng)田生態(tài)系多因素的綜合協(xié)調(diào)管理，調(diào)控作物、害蟲、環(huán)境因素、創(chuàng)造一個有利于作物生長而不利于大螟發(fā)生的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。如利用處理大螟越冬寄主、改革耕作制度、種植抗大螟品種、種植誘集田和間作等措施降低大螟的危害。因農(nóng)業(yè)防治必須服從作物布局和增產(chǎn)的要求，應(yīng)用有一定的局限性，不能作為應(yīng)急措施，在大螟爆發(fā)時就顯得無能為力。

化學防治即農(nóng)藥防治，是利用化學殺蟲劑來殺滅害蟲，是大螟綜合治理的重要組成部分，它具有快速、方便、簡便和高經(jīng)濟效益的特點，特別是大螟大發(fā)生的情況下，是必不可少的應(yīng)急措施，它可以在大螟造成危害前將其消滅。目前化學防治方法主要有顆粒劑、撒毒土、藥液噴霧、封垛熏蒸秸稈垛內(nèi)越冬成蟲等。但化學防治也有其局限性，如使用不當往往會導致農(nóng)作物發(fā)生藥害、害蟲產(chǎn)生抗藥性，以及殺傷天敵、污染環(huán)境，使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞和農(nóng)藥殘留對人、畜的安全構(gòu)成威脅等不良后果。

生物防治是利用某些有益生物或生物代謝產(chǎn)物來控制害蟲種群數(shù)量，以達到降低或消滅害蟲的目的。其特點是對人、畜安全，對環(huán)境污染少，對某些害蟲可達到長期控制的目的；但是效果常不穩(wěn)定，并且不論大螟發(fā)生輕重均需同樣投資進行。

為了解決農(nóng)業(yè)防治、化學防治和生物防治在實際應(yīng)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(zhuǎn)入植物中，可獲得一些抗蟲轉(zhuǎn)基因植物以防治植物蟲害。Vip3A殺蟲蛋白是眾多殺蟲蛋白中的一種，是由蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的特異性蛋白質(zhì)。

Vip3A蛋白通過激發(fā)凋亡類型的細胞程序性死亡對敏感性昆蟲具有毒殺效應(yīng)。Vip3A蛋白在昆蟲腸道內(nèi)被水解為4種主要蛋白產(chǎn)物，其中只有一種蛋白水解產(chǎn)物（33KD）為Vip3A蛋白的毒性核心結(jié)構(gòu)。Vip3A蛋白結(jié)合敏感昆蟲的中腸上皮細胞，啟動細胞程序性死亡，造成中腸上皮細胞的溶解導致昆蟲死亡。對非敏感昆蟲不產(chǎn)生任何病癥，不會導致中腸上皮細胞的凋亡和溶解。

已證明Vip3A蛋白可以抵擋小地老虎、草地貪夜蛾、玉米夜蛾等多種鱗翅目昆蟲害蟲侵害，且目前鮮有依據(jù)植物的偏好密碼子對Vip3A殺蟲蛋白的氨基酸和/或核苷酸序列進行改造的研究，尤其是針對單子葉植物（如玉米）以提高其在植物中的表達水平和效果；同時至今尚無關(guān)于通過產(chǎn)生表達Vip3A蛋白的轉(zhuǎn)基因植株來控制大螟對植物危害的報道。

發(fā)明內(nèi)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，使得Vip3Aa-01殺蟲蛋白在植物中（尤其為玉米和水稻）具有較高的表達量和毒力，同時表達Vip3A蛋白的轉(zhuǎn)基因植株具有控制大螟害蟲的用途，有效克服現(xiàn)有技術(shù)農(nóng)業(yè)防治、化學防治和生物防治等技術(shù)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：

（a）具有SEQ?ID?NO:3所示的核苷酸序列；或

（b）與（a）的核苷酸序列同類編碼，且不為SEQ?ID?NO:22；或

（c）在嚴格條件下與（a）或（b）限定的核苷酸序列雜交且編碼具有殺蟲活性的蛋白質(zhì)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(diào)控序列調(diào)控下的所述殺蟲基因。

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