[發(fā)明專利]基于麥長管蚜Sitobion avenae的保守型嗅覺受體Orco基因設計的siRNA及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610195602.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105695467B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 范佳;陳巨蓮;徐慶宣;孫京瑞
• 申請（專利權）人: 中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;A01N57/16;A01P7/04
• 代理公司: 北京兆君聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

本發(fā)明涉及基于麥長管蚜Sitobion avenae的保守型嗅覺受體Orco基因設計的siRNA及其應用。本發(fā)明通過飼喂siOrco8，干擾SaveOrco基因的轉(zhuǎn)錄。實時熒光定量PCR研究表明，SaveOrco基因的表達明顯受到抑制。嗅覺行為反應檢測結果顯示，SaveOrco表達沉默后的蚜蟲對順?3?己烯醇,水楊酸甲酯和EBF的響應率均顯著下降。EBF對麥長管蚜翅型分化的誘導實驗，siRNA處理蚜蟲停止了對EBF的誘導，蚜蟲正常的化學通訊被干擾，同時逆境誘導的翅芽發(fā)生也被阻止。表明Orco基因的保守序列可應用于通過siRNA介導的RNAi技術，有效遏制蚜蟲快速擴散為害、用于防治蚜蟲。

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，涉及麥長管蚜Sitobion avenae嗅覺受體基因SaveOrco的siRNA序列及其在蚜害防控領域中的應用。

背景技術

蚜蟲種類繁多、寄主范圍廣泛，許多是農(nóng)業(yè)上的重要害蟲。以刺吸取食寄主植物韌皮部汁液為生，通過掠奪寄主營養(yǎng)、攜帶和傳播植物病毒、排泄蜜露等多種方式造成寄主農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的嚴重損失。昆蟲主要通過嗅覺來認識周圍的生境，蚜蟲也不例外，諸如近距離的寄主植物定位[Webster BEN(2012)The role of olfaction in aphid hostlocation.Physiological Entomology 37:10-18.]或外激素的識別[Mustaparta H(1990)Chemical information processing in the olfactory system of insect.Physiol Rev70:199-245]等尤其依賴嗅覺。植物、植食性昆蟲、肉食性天敵等多級營養(yǎng)水平間存在著復雜的化學通訊關系，引導這一關系的化學信號物質(zhì)通常是一些揮發(fā)性小分子化合物，來源于植物揮發(fā)物(例如，綠葉氣味和誘導植物揮發(fā)物)或昆蟲信息素等，幫助昆蟲實現(xiàn)趨利避害、生存繁衍，對昆蟲具有重要的生態(tài)學意義。E-β-法尼烯(EBF)是蚜蟲報警信息素的主要功能組分，是麥長管蚜報警信息素的唯一組分[Francis F,/Vandermoten S,Verheggen F,Lognay G,Haubruge E(2005)Is the(E)-beta-farnesene only volatile terpenoid inaphids？Journal of Applied Entomology 129:6-11.]。報警信息素的釋放通常會引起周圍蚜蟲的防御反應或逃避行為[Pickett JA,Wadhams LJ,Woodcock CM,Hardie J(1992)The chemical ecology of aphids.Annual Review of Entomology:67-90.]。另外，保持一定頻率的EBF釋放會引起豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、麥長管蚜Sitiobion avenae成蟲后代的有翅蚜(遷飛蚜)比例上升[Fan Jia,Zhang Yong,Francis Frédéric,ChengDengfa,Sun Jingrun,Chen Julian(2015)Orco mediates olfactory behaviors andwinged morph differentiation induced by alarm pheromone in the grain aphid,Sitobion avenae.Insect Biochemistry and Molecular Biology.9(64):16-24.Podjasek JO,Bosnjak LM,Brooker DJ,Mondor EB(2005)Alarm pheromone induces atransgenerational wing polyphenism in the pea aphid,Acyrthosiphonpisum.Canadian Journal of Zoology 83:1138-1141.Kunert G,Otto S,Rose USR,Gershenzon J,Weisser WW(2005)Alarm pheromone mediates production of wingeddispersal morphs in aphids.Ecology Letters 8:596-603.Kunert G,Trautsch J,Weisser WW(2007)Density dependence of the alarm pheromone effect in peaaphids,Acyrthosiphon pisum(Sternorrhyncha:Aphididae).European Journal ofEntomology 104:47-50.]。移除觸角后的蚜蟲不再響應EBF的誘導，提示該生理過程可能是通過嗅覺系統(tǒng)介導的[Kunert G,Weisser WW(2005)The importance of antennae forpea aphid wing induction in the presence of natural enemies.Bulletin ofEntomological Research 95:125-131.]。進一步地，利用RNA干擾技術沉默麥長管蚜的嗅覺受體SaveOrco的表達，證實EBF誘導麥長管蚜發(fā)生遷飛蚜分化的誘導過程是由該受體介導的。遷飛蚜的發(fā)生有助于蚜蟲種群的趨利避害、擴散增殖，進而實現(xiàn)種群的快速擴張。