[發明專利]一種利用Bt蛋白防治農作物半翅目害蟲的方法

有效

• 申請號: 201710908514.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107828817B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 許超;沈志成
• 申請（專利權）人: 杭州瑞豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;C07K14/325;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;李世玉

本發明公開了一種利用Bt蛋白防治農作物半翅目害蟲的方法，所述方法是在農作物中表達Bt抗蟲蛋白Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2。經本實驗室研究驗證，發現了所述的Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白具有抗半翅目昆蟲，特別是飛虱科的活性。將所述Bt抗蟲蛋白的編碼基因轉入農作物，能夠使轉基因植物(如水稻等)獲得抗半翅目、特別是飛虱科昆蟲的能力，減少農業生產中的產量損失、降低農業生產成本。

(一)技術領域

本發明涉及一種將Bt蛋白用于防治農作物半翅目害蟲的方法，特別涉及在水稻中表達抗蟲蛋白、使水稻獲得抗飛虱科昆蟲能力，防治水稻飛虱科害蟲的方法。

(二)背景技術

害蟲給全球農業生產帶來每年約80億美元的損失，害蟲的防治目前主要依靠使用化學農藥，但是農藥的殘留會對人體健康和環境帶來不良影響。利用生物技術方法培育含有抗蟲基因的轉基因抗蟲農作物，可以大幅度降低化學殺蟲劑的使用，有效保護農作物免受害蟲為害，目前全球范圍內，商業化的轉基因抗蟲玉米、大豆、棉花等已經大面積推廣種植。

在田間，半翅目害蟲的種類非常多，如蝽類、螨類、蚜蟲、飛虱等。半翅目害蟲靠刺吸植物組織汁液來獲取營養，危害多種農作物、對農業生產造成巨大損失。比如煙粉虱危害番茄、辣椒、煙草、棉花等農作物，是一種世界性害蟲；褐飛虱是水稻上最主要的害蟲之一，并且具有長距離遷飛的特性；蚜蟲是一種危害非常廣泛的害蟲。半翅目害蟲很難防治，其繁殖力強、蟲體小，有些害蟲具有遷飛能力；其刺吸式的取食方式使得傳統農藥對其收效甚微。利用植物轉基因技術，將抗蟲基因轉入農作物中，在農作物中表達抗蟲蛋白，是對抗半翅目害蟲的可行方法。

轉基因作物抗蟲的關鍵技術是獲得性能優良的殺蟲蛋白質。殺蟲蛋白質有多種，比較常見的是Bt殺蟲晶體蛋白，如Cry1Ab、Cry1C等，它們已被大量運用于商業化的轉基因抗蟲作物。Bt殺蟲晶體蛋白的種類多達300余種，其中只有一部分蛋白具有殺蟲活性。Cry30蛋白是Bt殺蟲晶體蛋白中的一類，目前已經發現并命名的有Cry30Aa1、Cry30Ba1等13等種蛋白，其中除了Cry30Fa1外均未見有抗半翅目昆蟲活性的報道。經本實驗室研究鑒定，Cry30蛋白中Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2具有較高的抗半翅目昆蟲(如蚜總科、粉虱科、飛虱科)的活性，將其編碼基因cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2轉入植物后獲得的轉基因植株具有相應的抗蟲活性，能夠減少田間半翅目害蟲對農作物產量造成的損失，具有重要的應用前景。

(三)發明內容

本發明目的是提供一種利用Bt蛋白防治農作物半翅目害蟲的方法，特別是防治蚜總科、粉虱科、飛虱科害蟲的方法，該方法將cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2基因分別獨立地導入水稻等農作物中，各自表達Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白，使農作物獲得抗半翅目害蟲的能力。

本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種利用Bt蛋白防治農作物半翅目害蟲的方法，所述方法是在農作物中表達Bt抗蟲蛋白，所述Bt抗蟲蛋白為Bt抗蟲蛋白Cry30Aa1(Genbank:CAC80986)、Bt抗蟲蛋白Cry30Db1(Genbank:BAE80088)或Bt抗蟲蛋白Cry30Ea2(Genbank:ACR15116)中的一種。編碼的cry30基因分別是cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2。根據不同植物的密碼子偏好性，編碼Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白的核苷酸序列會有不同；任何能夠編碼所述Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白質的編碼基因都應視為本發明的內容。

進一步，所述Bt抗蟲蛋白Cry30Aa1的氨基酸序列為SEQ ID NO.1所示，Bt抗蟲蛋白Cry30Db1的氨基酸序列為SEQ ID NO.2所示，Bt抗蟲蛋白Cry30Ea2的氨基酸序列為SEQ IDNO.3所示。