[發(fā)明專利]一種阻斷蠶蛾出繭的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810796729.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN108849774B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代方銀;蓋停停;童曉玲;胡海;韓民錦;魯成;向仲懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/90
• 分類號(hào): C12N15/90
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種阻斷蠶蛾出繭的方法。本發(fā)明通過敲除溶繭酶基因，育成溶繭酶基因功能缺陷的純合品系。育成之品系因喪失溶繭能力，致使蠶羽化成蛾后不能破繭而出，從源頭上保護(hù)了蠶繭，可緩解因蛹期時(shí)間短而需要對(duì)鮮繭進(jìn)行冷藏貯存或及時(shí)烘繭殺蛹處理所帶來(lái)的時(shí)間壓力及對(duì)人力、物力和能源等的消耗問題，以提高蠶桑生產(chǎn)效益，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于家蠶優(yōu)良品種培育領(lǐng)域，涉及一種阻斷蠶蛾出繭的方法。

背景技術(shù)

蠶業(yè)是中國(guó)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，已有5,000多年歷史，至今遍及全國(guó)26個(gè)省區(qū)的1,000多個(gè)縣，擁有1,200多萬(wàn)畝桑園，1,000萬(wàn)戶蠶農(nóng)，絲綢工業(yè)年產(chǎn)值逾1,000億元，蠶農(nóng)收入每年達(dá)200多億元，是許多區(qū)域農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)，特別是在扶貧攻堅(jiān)的背景下，栽桑養(yǎng)蠶產(chǎn)繭更是起到了不可低估的作用。同時(shí)，中國(guó)蠶繭和蠶絲產(chǎn)量占世界總量的80％和70％左右，在國(guó)際市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位。

家蠶屬于完全變態(tài)昆蟲，一生經(jīng)歷卵、幼蟲、蛹、成蟲四個(gè)發(fā)育階段大約50天左右的時(shí)間，其中經(jīng)過約10-15天的蛹期階段，蠶蛹變態(tài)為蠶蛾。蠶蛾羽化后會(huì)自行破繭而出，造成的破口繭不適合繅絲，因此生產(chǎn)中要趕在羽化前將蠶繭烘干，即烘繭，以便在不破壞蠶繭的情況下將蠶蛹?xì)⑺啦⒊ニ钟糜趦?chǔ)存，根據(jù)生產(chǎn)需要靈活安排繅絲時(shí)間，以此來(lái)減緩繅絲壓力。然而，烘繭過程耗能之大亦不容忽視，且在高溫烘烤時(shí)，不免會(huì)影響蠶絲蛋白而降低蠶絲的品質(zhì)，造成解舒低下，影響后加工。可見，人為調(diào)控蛹期的發(fā)育及變態(tài)過程，對(duì)于提高蠶桑產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效益是十分必要且迫切的，在此方面也有研究者進(jìn)行了積極的探索。

如公開號(hào)為CN 102250932 B的中國(guó)發(fā)明專利公布說(shuō)明書公開了一種控制家蠶蛹期發(fā)育的方法，發(fā)明者貢成良等人將家蠶核型多角體病毒(BmNPV)蛻皮甾體尿苷二磷酸葡糖轉(zhuǎn)移酶基因(ecdysteroid UDP-glueosyhransferase，EGT)通過轉(zhuǎn)基因?qū)爰倚Q體內(nèi)，用蛹期特異表達(dá)的啟動(dòng)子誘導(dǎo)該基因在蛹期表達(dá)。因EGT可將UDP-半乳糖基或UDP-葡萄糖基轉(zhuǎn)移給蛻皮激素繼而使之失活，而蛻皮激素已被鑒定參與調(diào)控多個(gè)基因進(jìn)而推動(dòng)昆蟲的生長(zhǎng)、變態(tài)及性成熟過程。通過此方法誘導(dǎo)蛹期蛻皮激素水平下調(diào)，轉(zhuǎn)基因品系在幼蟲期發(fā)育正常，而蛹期時(shí)間可被延長(zhǎng)8-10天。

BmKIT₃^R是東亞鉗蝎神經(jīng)毒素基因的一種，其表達(dá)產(chǎn)物-蝎毒素具有對(duì)昆蟲專一選擇性的神經(jīng)麻痹致死作用。貢成良等人通過雙元轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)，將BmKIT₃^R基因?qū)爰倚Q體內(nèi)，在蛹期特異表達(dá)的溶繭酶基因的啟動(dòng)子PDP的驅(qū)動(dòng)下誘導(dǎo)該基因在蛹期表達(dá)，引起蠶蛹自身的神經(jīng)麻痹，中止蠶蛹發(fā)育，可使蛹期延長(zhǎng)7-10天。

通過以上專利中的發(fā)明方法可以控制家蠶蛹期的發(fā)育，一定程度上延長(zhǎng)蛹期的發(fā)育階段，但目前還不足以達(dá)到不烘繭所需的時(shí)間長(zhǎng)度。吐絲結(jié)繭是大多數(shù)鱗翅目昆蟲的本能之一，為蛹期提供蔽護(hù)場(chǎng)所，用以防御和躲避敵害及不利環(huán)境。家蠶作為鱗翅目的模式生物，其老熟幼蟲亦會(huì)尋找合適的場(chǎng)所進(jìn)行泌絲并形成全封閉的繭，待蛹羽化為蛾，蛾分泌溶繭酶，經(jīng)過吐出液的浸潤(rùn)使得繭層先端濕潤(rùn)，在溶繭酶的作用下分解絲素及部分絲膠，繼而用胸足撥開松散的繭絲，蠶蛾即可脫繭而出(圖1)。基于這一特殊的生理過程，我們?cè)O(shè)想可以通過敲除或敲低家蠶的溶繭酶基因，阻斷蠶蛾出繭的生理過程，使蠶蛾喪失溶繭能力而困死于繭中，培育出繭層不破口的家蠶品種。基因敲低與基因敲除兩種調(diào)控基因表達(dá)的分子生物學(xué)技術(shù)的興起和發(fā)展有望使這一設(shè)想成為可能。

基因敲低(Gene knock-down)是通過降解具有同源序列靶基因的mRNA，達(dá)到降低或沉默基因表達(dá)的作用。在實(shí)際操作中，常采用一種具有高度特異性的轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機(jī)制，即RNA干擾(RNA interference，RNAi)。在昆蟲中，可以直接將制備的dsRNA(double strand RNA)、siRNA(small interfering RNA)和siRNA的表達(dá)載體形式shRNA(short hairpin RNA)注射進(jìn)卵、血液系統(tǒng)、局部組織或直接添食等方式來(lái)誘導(dǎo)RNAi，或構(gòu)建可遺傳的轉(zhuǎn)基因干涉系統(tǒng)。