[發(fā)明專利]水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010633287.7
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111690651A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳浩;鄭茜茜;孔自純;林擁軍;馬偉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46;A01N63/60;A01P7/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 董大媛

本發(fā)明提供了水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA及其應(yīng)用，屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域。水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA是在csu?novel?miR260的基礎(chǔ)上刪除3'端6～7nt核苷酸序列后形成的。所述截短miRNA在水稻抗二化螟或構(gòu)建轉(zhuǎn)基因水稻中的應(yīng)用。根據(jù)截短miRNA的核苷酸序列，本發(fā)明還提供了水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的miRNA激動(dòng)劑。實(shí)驗(yàn)證明，截短miRNA通過轉(zhuǎn)基因水稻細(xì)胞表達(dá)或直接體外飼喂，均能抑制二化螟體內(nèi)蛻皮激素合成途徑中Dib基因的表達(dá)，從而抑制蛻皮激素的合成實(shí)現(xiàn)二化螟殺滅目的。可見截短miRNA保留抗蟲活性，為二化螟殺滅提供新手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

水稻是人類最重要的主糧作物之一，全球約一半人口以水稻為主食。目前，水稻是我國(guó)的第二大作物，常年種植面積約3000萬多公頃。二化螟(Chilo suppressalis Walker)為鱗翅目螟蛾科，是我國(guó)水稻生產(chǎn)上為害最為嚴(yán)重的鉆蛀螟蟲之一。二化螟幼蟲危害分蘗期水稻，造成枯鞘和枯心苗；為害孕穗和抽穗期水稻，造成枯孕穗和白穗；危害灌漿、乳熟期水稻，造成半枯穗和蟲傷株。二化螟幼蟲的危害可導(dǎo)致水稻減產(chǎn)嚴(yán)重時(shí)甚至絕收，從而威脅我國(guó)的糧食安全。

目前生產(chǎn)上主要依賴于化學(xué)合成的殺蟲劑來控制二化螟的危害，這種防治方式存在多種弊端。首先，害蟲可以迅速產(chǎn)生抗藥性而使得化學(xué)殺蟲劑的效果不佳甚至失效；其次，化學(xué)殺蟲劑的殘留會(huì)危害人體健康，破壞生態(tài)環(huán)境。另外噴施殺蟲劑需要耗費(fèi)人力增加生產(chǎn)成本。因此，利用基因工程策略提高水稻的抗蟲性是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的害蟲控制策略。

MicroRNA(miRNA)是一類由內(nèi)源基因編碼、長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸(nt)的非編碼單鏈RNA分子，在動(dòng)、植物中通常以轉(zhuǎn)錄后或翻譯后調(diào)控的方式發(fā)揮功能，廣泛參與調(diào)控生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、代謝等生理活動(dòng)。He等(2007)的研究發(fā)現(xiàn)7個(gè)二化螟的內(nèi)源miRNA參與調(diào)控蛻皮激素的合成。其中，一個(gè)新鑒定的27nt的二化螟miRNA(csu-novel-miR260)可以抑制蛻皮激素合成途徑中Dib(disembodied)基因的功能，Dib編碼一個(gè)細(xì)胞色素P450蛋白，催化2,22-二脫氧-3-脫氫蛻皮激素在C22位加氧形成2-脫氧-3脫氫蛻皮激素,從而調(diào)控蛻皮激素的合成。蛻皮激素對(duì)于二化螟幼蟲的發(fā)育至關(guān)重要，向二化螟的幼蟲體內(nèi)注射csu-novel-260的模擬物可以抑制蛻皮激素的合成，從而顯著提高二化螟幼蟲的致死率，證明該miRNA具有應(yīng)用于控制二化螟為害的潛力。目前還沒有關(guān)于將該miRNA應(yīng)用于植物，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA，有效控制二化螟的危害。

本發(fā)明提供了水稻中阻斷二化螟蛻皮激素合成途徑的截短miRNA，在csu-novel-miR260的基礎(chǔ)上刪除3'端6～7nt核苷酸序列后形成的miRNA；

所述csu-novel-miR260的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

優(yōu)選的，包括20nt的截短miRNA和/或21nt的截短miRNA；

所述20nt的截短miRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示；

所述21nt的截短miRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。

本發(fā)明提供了所述截短miRNA在水稻抗二化螟或構(gòu)建轉(zhuǎn)基因水稻中的應(yīng)用。

優(yōu)選的，所述抗二化螟的方法是在水稻中表達(dá)截短miRNA，食用所述水稻的二化螟體內(nèi)蛻皮激素合成途徑中Dib基因表達(dá)受到抑制，從而抑制蛻皮激素的合成實(shí)現(xiàn)二化螟殺滅目的。