主题发明专利技术包括用于控制鳞翅目害虫，特别是大豆夜蛾(大豆尺蠖)和黎豆毛虫(黎豆夜蛾)昆虫的方法和植物。所述植物，优选大豆植物，包含Cry1Ca、Cry1Ea、Cry2Aa和Vip3Ab1杀虫蛋白的组合。描述了使用所述植物来延迟或预防昆虫产生抗性的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理植物中的昆虫害虫的四种VIP和CRY蛋白毒素的组合相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月19日提交的题为“COMBINATIONOFFOURVIPANDCRYPROTEINTOXINSFORMANAGEMENTOFINSECTPESTSINPLANTS”的美国临时申请No.62/324,490的权益，该临时申请的公开内容以引用的方式并入。
本专利技术整体涉及应用于农业科学的分子生物学领域。更具体地讲，某些实施方案涉及使用DNA区段在植物中进行杀虫蛋白表达的方法。公开了在转基因植物细胞和植物中结合保护剂的植物开发中使用核酸区段的方法。
技术介绍
每年需要花费数十亿美元来控制昆虫害虫，并且这些昆虫害虫对商业化行播作物带来的损害还造成了数十亿美元的损失。合成的有机化学杀昆虫剂已成为用于控制昆虫害虫的主要工具，但是生物杀昆虫剂，诸如来源于苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,B.t.)的杀虫蛋白，在一些地区发挥着重要作用。通过用B.t.杀虫蛋白基因进行转化来产生抗虫植物的能力已经彻底改变了现代农业，并且提高了杀虫蛋白及其基因的重要性和价值。迄今为止，已经使用若干B.t.蛋白来产生已经成功注册和商业化的抗虫转基因植物。这些蛋白包括玉米中的Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F和Cry3Bb，棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab以及马铃薯中的Cry3A。除了以下情况外，表达这些蛋白的商业产品均表达单一蛋白质：希望得到两种蛋白质的组合杀虫谱(例如，玉米中的Cry1Ab和Cry3Bb相组合分别提供对鳞翅目害虫和根虫的抗性)，或蛋白质的独立作用使其可用作延迟在敏感昆虫群体中产生抗性的工具(例如，棉花中的Cry1Ac和Cry2Ab相组合为烟草夜蛾提供抗性管理)。另见美国专利申请公开No.2009/0313717，其涉及Cry2蛋白加上Vip3Aa、Cry1F或Cry1A用于控制玉米穗夜蛾(Helicoverpazea)或番茄夜蛾(Helicoverpaarmigera)。WO2009/132850涉及用于控制草地夜蛾(Spodopterafrugiperda)的Cry1F或Cry1A和Vip3Aa。美国专利申请公开No.2008/0311096部分地涉及用于控制抗Cry1F的ECB的Cry1Ab。WO2011/084634A1涉及用于控制秋粘虫的Vip3Ab和Cry1Ca。抗虫转基因植物的广泛使用已引起害虫群体将对这些由植物产生的杀虫蛋白产生抗性的问题。已经提出了几种策略来保持基于B.t.的昆虫抗性性状的效用，它们包括以高剂量与庇护(refuge)相结合来使用蛋白质，以及不同毒素的交替或共用(McGaughey等人,(1998),“B.t.ResistanceManagement,”NatureBiotechnol.16:144-146)。选择用于昆虫抗性管理(IRM)堆叠的蛋白质需要独立地发挥其杀虫作用，使得对一种蛋白质毒素产生的抗性不赋予对第二种蛋白质毒素的抗性(例如，不存在对蛋白质毒素的交叉抗性)。如果例如对“蛋白质A”具有抗性的害虫群体对“蛋白质B”敏感，则可以得出以下结论：不存在交叉抗性，并且蛋白质A和蛋白质B的组合将有效延迟对单独的蛋白质A的抗性。在不存在抗性昆虫群体的情况下，可以根据与作用机制和交叉抗性可能性相关的其他特征进行评估。已经提出将受体介导的结合用于鉴定可能不表现出交叉抗性的杀虫蛋白(美国专利号5,866,784)。该方法固有的对缺乏交叉抗性的关键预测指标在于杀虫蛋白不竞争敏感昆虫物种中的受体。在两种B.t.来源的毒素竞争相同受体的情况下，如果该受体在该昆虫中突变，导致其中一种毒素不再结合至该受体，因此不再对该昆虫具有杀虫性，那么该昆虫也可能对第二毒素(其竞争性结合相同的受体)具有抗性。也就是说，昆虫被认为对两种B.t.毒素具有交叉抗性。然而，如果两种毒素结合两种不同的受体，则这可能表明昆虫不会同时对这两种毒素产生抗性。B.t.毒素列于B.t.命名委员会官方网站(Crickmore等人；http://www.btnomenclature.info/)上。目前有超过70种主要“Cry”毒素组(Cry1-Cry74)，还有另外的Cyt毒素和VIP毒素等等。每个数字组中的许多具有大写字母亚组，并且大写字母亚组具有小写字母亚亚组。(例如，Cry1具有A-N，Cry1A具有a-j)。在拉丁美洲和北美洲南部生长的大豆遭受了很多不同的鳞翅目昆虫害虫造成的严重经济损害。在巴西，大豆夜蛾(SBL；大豆尺蠖(Pseudoplusiaincludens))和黎豆毛虫(VBC；黎豆夜蛾(Anticarsiagemmatalis))被视为大豆的主要鳞翅目昆虫害虫。将昆虫抗性性状用于转基因大豆来克服昆虫损害在拉丁美洲才刚刚开始。预期，在该技术商业化的早期，CrylAc和CrylFa毒素将是用于大豆的初始Cry毒素。这两种Bt毒素是用于转基因玉蜀黍和棉花的针对昆虫抗性的相同Cry毒素。由于这两种Bt基因在多个生长季节大量用于多种作物，预期鳞翅目昆虫产生对这些毒素的抗性将存在相当大的压力。因此，开发具有新型Cry毒素(除CrylA和CrylF类毒素提供的那些之外，具有不同的作用模式和不同的昆虫肠道结合位点)的转基因作物对于用于大豆昆虫抗性性状策略将是非常有益的。
技术实现思路
本专利技术提供具有四种Cry和Vip毒素(CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1)的组合的转基因大豆植物，所述四种Cry和Vip毒素可一起用于提供针对拉丁美洲的主要鳞翅目害虫的广谱杀虫活性。我们首次展示了，这四种毒素不竞争与结合SBL或VBC中肠组织中的CrylAc或CrylFa的受体的结合。这些结果有力地预示了，当上述蛋白质毒素作为堆叠基因在转基因植物中组合表达时，它们将提供抵消目前存在的CrylA和Cry1F抗性的任何存在的新型作用模式，并且将减缓或预防针对该蛋白质毒素组合的新Bt抗性的产生。本专利技术包括包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA的转基因植物。最优选的植物是大豆植物。本专利技术还包括植物优选大豆植物的种子，其中所述大豆种子包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。本专利技术还涵盖田地中的多棵植物，其包括非B.t.庇护植物和本专利技术的多棵遗传修饰的植物，其中所述庇护植物占所述田地中的所有作物植物的40％至5％。本专利技术还涵盖包含来自非B.t.庇护植物的多粒庇护种子和本专利技术的多粒遗传修饰的种子的种子混合物，其中所述庇护种子占所述混合物中的所有种子的40％至5％。还要求保护一种控制鳞翅目害虫的方法，其包括使害虫接触有效量的本专利技术的遗传修饰的植物。本专利技术还包括一种产生本专利技术的植物的方法，其包括使用包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA的遗传表达构建体遗传转化植物细胞。附图说明图1.CrylAc的同源竞争以替代来自从大豆夜蛾(大豆尺蠖)幼虫制备的中肠膜囊泡的125ICrylAc的结合。下面的曲线代表用单结合位点模型来拟合数据，上面的曲线是用双结合位点模型来拟合数据。图2.四种不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种转基因植物，其包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.19 US 62/324,4901.一种转基因植物，其包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。2.根据权利要求1所述的转基因植物，其中所述植物选自大豆、玉蜀黍和棉花。3.根据权利要求1所述的转基因植物，其中所述植物是大豆植物。4.根据权利要求1所述的植物的种子，其中所述种子包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。5.根据权利要求2所述的植物的种子，其中所述种子包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。6.根据权利要求3所述的植物的种子，其中所述种子包含编码CrylCa、Cry2Aa、CrylEa和Vip3Ab1杀虫蛋白毒素的DNA。7.田地中的多棵植物，所述植物包括非苏云金芽孢杆菌庇护植物和根据权利要求1所述的多棵植物，其中所述庇护植物占所述田地中的所有作物植物的40％至5％。8.田地中的多棵植物，所述植物包括非苏云金芽孢杆菌庇护植物和根据权利要求2所述的多棵植物，其中所述庇护植物占所述田地中的所有作物植物的40％至5％。9.田地中的多棵植物，所述植物包括非苏云金芽孢杆菌庇护植物和根据权利要求3所述的多棵植物，其中所述庇护植物占所述田地中的所有作物植物的40％至5％。10.根据权利要求7至9中任一项所述的多棵植物，其中所述庇护植物布置成块状或带状。11.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·纳瓦，J·J·希茨，S·Y·谭，V·奇奎娜，
申请(专利权)人：美国陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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