[發明專利]KRP基因在害蟲防治中的應用

有效

• 申請號: 202010844257.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112062824B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 朱子丹;鄧惠敏;童春梅;馮啟理
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C07K14/435
• 分類號: C07K14/435;C12N15/12;C12N15/113;C12N9/22;C12N15/89;C12N15/10;A01N57/16;A01P7/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 景鵬

本發明涉及基因工程技術領域，特別涉及KRP基因在害蟲防治中的應用。本發明通過構建家蠶BmKRP的CRISPR/Cas9敲除品系，初步探究了新的轉錄因子BmKRP對雌性家蠶生殖過程的影響，通過對家蠶BmKRP^?/?表型的觀察，發現BmKRP的缺失影響了家蠶的雌性生殖，導致卵巢變小、卵母細胞體積變小及成蟲產卵數減少；還發現BmKRP的突變缺失，影響了BmKRP與BmKr?h1啟動子上反應元件的結合，進而使得BmKr?h1不表達或者下調表達，對家蠶激素調控生殖的分子機制的闡釋具有重要的意義，通過研究推測在其它昆蟲中也有類似的調控機制，為益蟲利用和害蟲防治新靶標與新策略提供線索和理論指導，具有應用意義。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，特別涉及KRP基因在害蟲防治中的應用。

背景技術

家蠶(Bombyx mori L.)是一種鱗翅目泌絲昆蟲，屬無脊椎動物，節肢動物門蠶蛾科蠶蛾屬桑蠶種。在科研領域，家蠶作為鱗翅目的重要模式昆蟲，被廣泛用于研究昆蟲生殖遺傳與變態發育，從而掌握并利用其生長調控機制，最終達到農林業害蟲防治等效果。

家蠶屬于全變態昆蟲，一個世代須經歷卵、幼蟲、蛹與成蟲四個形態完全不同的發育階段；其幼蟲轉入蛹的階段需要經歷五次蛻皮。家蠶蛻皮和變態的過程是由體內復雜的激素內分泌調控的，但起主要調控作用的是蛻皮激素(Ecdys-teroids)和保幼激素(Juvenile hormone,JH)，并發現蛻皮激素的主要活性成分是20-羥基蛻皮酮(20-Hydroxyecdysone,20E)。這兩種激素協同調控昆蟲的變態發育，對昆蟲的生長和生殖都具有重要作用。

Kr-h1(Krüppel homolog 1)屬于Krüppel基因家族，可編碼具有8個C₂H₂鋅指結構域的轉錄因子。Kr-h1在昆蟲生殖和卵成熟過程中也發揮著重要作用。在多個物種中都發現Kr-h1通過多個方面影響了昆蟲的生殖。在雌性飛蝗(Locusta migratoria)中，發現Kr-h1RNAi后的卵巢發育不良，與對照組相比，卵巢顯著變小，在東方果實蠅(Bactroceradorsalis)中也發現了類似的現象，并且發現雌性東方果實蠅的產卵數顯著減少。在褐飛虱(Nilaparvata lugens)和埃及伊蚊(Aedes aegypti)中干擾Kr-h1的表達后，都發現了產卵數顯著下降的現象。此外，Kr-h1在果蠅(Drosophila melanogaster)、赤擬谷盜(Triboliumcastaneum)的胚胎發育和胚后幼蟲蛻皮發育過程中表達比較活躍；對褐飛虱若蟲Kr-h1基因沉默后，發現雌性外生殖器畸形比例顯著上升；西花薊馬(Frankliniellaoccidentalis)的Kr-h1在胚胎期轉錄水平非常高，表明FoKr-h1在胚胎階段起著調控作用。Kr-h1還具有調控昆蟲幼蟲生長發育和變態的功能。許多研究已經證明，JH通過Kr-h1的表達來介導抑制20E的生物合成和信息傳導，從而抑制變態發育進程。在家蠶中，BmKr-h1也被鑒定為JH受體激活的JH初級應答基因。還有研究發現，Kr-h1經JH的誘導可在產生20E前體的前胸腺中高表達，高水平的Kr-h1可通過減小前胸腺的大小和降低類固醇生成基因的表達來抑制20E的生物合成，從而延長幼蟲期。可見Kr-h1在JH信號途徑抑制昆蟲的變態發育過程中具有重要作用。然而，目前對于20E是否可反向誘導Kr-h1表達及Kr-h1相關分子機制等問題并不清楚。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明經過研究發現了20E可通過一個新鑒定的轉錄因子KRP(Kr-h1 regulatory protein)調控昆蟲生長發育、變態發育及生殖等過程的Kr-h1基因的表達。這對于家蠶的生殖研究具有重要意義，也為利用生殖進行益蟲利用和害蟲防治新靶標與新策略提供了線索。

本發明的技術方案如下文所示。