Cry1Ab/Cry1AcZM基因的抗粘虫新用途制造技术

本申请提供了Cry1Ab/Cry1AcZM基因的抗粘虫新用途，可用于控制或杀死东方粘虫(Mythimna separate(Walker))，以及减轻东方粘虫对植物的伤害。

New Use of Cry1Ab/Cry1AcZM Gene for Anti-armyworm

【技术实现步骤摘要】
Cry1Ab/Cry1AcZM基因的抗粘虫新用途
本申请涉及植物生物
，具体涉及Cry1Ab/Cry1AcZM基因的抗粘虫新用途。
技术介绍
苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis，简称Bt)的杀虫蛋白对鳞翅目、鞘翅目、双翅目等昆虫和无脊椎动物有特异毒杀作用。然而，同一Bt杀虫蛋白对鳞翅目不同害虫的毒杀作用存在明显差异。例如，转基因棉花已在我国大面积种植多年，其主要含有Cry1Ac杀虫蛋白，该蛋白对棉铃虫具有很强的毒杀作用，有效控制了棉铃虫的危害；但是，该杀虫蛋白对同属鳞翅目的害虫甜菜夜蛾却无法达到致死效果，从而使得该次要害虫甜菜夜蛾上升为主要害虫，危害棉花产量(陈瑞瑞.甜菜夜蛾和棉铃虫对CrylCa和CrylAc敏感性差异的机理研究.南京农业大学硕士毕业论文,2012.)。现已有大量研究表明Bt杀虫蛋白对粘虫具有毒杀作用，并且不同的Bt杀虫蛋白的毒杀作用有所差异。其差异主要体现在所针对的靶标粘虫种类以及对同一种类靶标粘虫毒杀程度的不同两方面。Williams等报道在美国南部种植的一种转Bt杀虫蛋白基因的玉米杂交种对秋粘虫(Spodopterafrugiperda)表现出很高的抗虫性；R.E.lynch等1999年在室内用8个转Bt杀虫蛋白基因甜玉米的杂交种喂养3天和6天的秋粘虫，其中7个杂交种的叶和茎杆对秋粘虫有较高的抗性(杨春英等.转Bt毒蛋白基因玉米及其抗虫性研究进展.玉米科学，2001,9:88-93)。对不同Bt杀虫蛋白以人工饲料喂饲方式进行东方粘虫(Mythimnaseparate(Walker))生物活性测定，结果表明：Cry1Ac、Cry1Ab、Cry2Ab、Cry1Be及Cry1Bb蛋白具有杀虫活性；Cry9Aa、Cry9Eb、Cry9Ee蛋白对粘虫生长具有抑制作用；Cry1Ba、Cry1Ca无显著活性(杨素娟等.对黏虫具有杀虫活性的Bt蛋白筛选及分析.植物保护，2016,42:30-35)。美国孟山都公司研发的转基因玉米MON810，对二龄期、四龄期到六龄期秋粘虫的密度有影响(Chilcutt,C.F.,etal.,2007.EffectsofBacillusthuringiensistransgeniccornoncornearwormandfallarmyworm(Lepidoptera:Noctuidae)densities.J.Econ.Entomol.100:327-334)，可减少秋粘虫虫害(BuntinG.D.,etal.,Evaluationofyieldgardtransgenicresistanceforcontroloffallarmywormandcornearworm(Lepidoptera:Noctuidae)onCorn.ArmywormSymposium2000:37-42)，而对东方粘虫的初孵幼虫有致死效果(王振营等，2005.转Bt基因玉米对粘虫的室内杀虫效果评价，植物保护学报，32:153-157)。此外，进一步地研究表明，人工构建的Bt杀虫融合蛋白的功能与原蛋白相比会存在巨大差异。例如，Cry1Ab和Cry1Ah均对鳞翅目害虫具有较高活性，但是人工构建的融合蛋白Cry1Ab/Cry1Ah的杀虫活性却发生了显著变化，丧失了对棉铃虫的杀虫活性，降低了对玉米螟、小菜蛾的杀虫活性(徐曼等，Cry1Ab/Cry1Ah杂合蛋白构建与功能研究，生物技术通报，2015，31(9):91-96)。
技术实现思路
一方面，本申请提供了控制东方粘虫群体的方法，包括使所述东方粘虫群体接触基因组中整合了Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的植物、种子、植物细胞、后代植物或植物部分。本申请还提供了杀死东方粘虫的方法，包括使所述东方粘虫接触杀虫有效量的基因组中整合了Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的植物、种子、植物细胞、后代植物或植物部分。本申请还提供了减轻东方粘虫对植物的伤害的方法，包括将包含Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的表达载体稳定整合进植物的基因组中。在具体实施方案中，上述各方法中的Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含SEQIDNO:1所示核苷酸序列，或与SEQIDNO:1所示核苷酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的核苷酸序列，或以上的互补序列。在具体实施方案中，上述各方法中的植物为单子叶植物；任选地，所述植物选自：玉米、水稻、小麦、燕麦、大麦、青稞、粟、高粱和甘蔗。另一方面，本申请提供了由Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列所表达的蛋白在杀死东方粘虫中的用途。本申请还提供了由Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列所表达的蛋白在制备抗东方粘虫的杀虫剂或生物制剂中的用途。在具体实施方案中，上述各用途中的Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含SEQIDNO:1所示核苷酸序列，或与SEQIDNO:1所示核苷酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的核苷酸序列，或以上的互补序列。附图说明图1为粘虫抗性鉴定的离体生测照片，叶片上缺失部分为被粘虫蚕食后的虫孔，其中：A为转基因事件ZZM0103；B为转基因事件ZZM030，C为阳性对照Bt11，D为阴性对照祥249。图2为粘虫抗性鉴定的田间照片，叶片边缘及叶片上缺失部分为被粘虫蚕食后的虫孔，其中：A为转基因事件ZZM030；B为阴性对照祥249。具体实施方式提供以下定义和方法用以更好地界定本申请以及在本申请实践中指导本领域普通技术人员。除非另作说明，术语按照相关领域普通技术人员的常规用法理解。本文所引用的所有专利文献、学术论文、行业标准及其他公开出版物等，其中的全部内容整体并入本文作为参考。如本文所用，“植物”包括整株植物、植物细胞、植物器官、植物原生质体、植物可以从中再生的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、和植物或植物部分中完整的植物细胞，所述植物部分例如胚、花粉、胚珠、种子、叶、花、枝、果实、茎杆、根、根尖、花药等。本申请所涉及的Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列，其编码的蛋白质含有3个功能区段，其中N端两个功能区高度同源于Cry1Ab对应部分，C端的功能区高度同源于Cry1Ac对应部分。在具体实施方案中，本申请所涉及的Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含SEQIDNO:1所示核苷酸序列，或由SEQIDNO:1所示核苷酸序列组成。在一些实施方案中，可以对本申请的基因序列，例如SEQIDNO:1所示核苷酸序列进行改变，以进行保守氨基酸替换。在某些实施方案中，可以依照单子叶密码子偏好性对本申请的核苷酸序列进行不改变氨基酸序列的替换，例如可以用单子叶植物偏好的密码子替换编码同一氨基酸序列的密码子，而不改变该核苷酸序列所编码的氨基酸序列。具体地，本申请涉及对SEQIDNO:1进一步优化所得的核苷酸序列。该方法的更多细节描述于Murray等(1989)NucleicAcidsRes.17:477-498。优化核苷酸序列可用于提高杀虫蛋白在植物中的表达，所述植物例如单子叶植物，例如禾本科植物，例如玉米(ZeamaysL.)。在一些实施方案中，本申请涉及SEQIDNO:1所示序列的变体。一般而言，所述变体与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.控制东方粘虫群体的方法，包括使所述东方粘虫群体接触基因组中整合了Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的植物、种子、植物细胞、后代植物或植物部分，所述Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含：i)SEQ ID NO:1所示核苷酸序列，ii)与SEQ ID NO:1所示核苷酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的核苷酸序列，或者iii)以上的互补序列。

【技术特征摘要】
1.控制东方粘虫群体的方法，包括使所述东方粘虫群体接触基因组中整合了Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的植物、种子、植物细胞、后代植物或植物部分，所述Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含：i)SEQIDNO:1所示核苷酸序列，ii)与SEQIDNO:1所示核苷酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的核苷酸序列，或者iii)以上的互补序列。2.杀死东方粘虫的方法，包括使所述东方粘虫接触杀虫有效量的基因组中整合了Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的植物、种子、植物细胞、后代植物或植物部分，所述Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含：i)SEQIDNO:1所示核苷酸序列，ii)与SEQIDNO:1所示核苷酸序列具有至少90％、至少95％、至少98％或至少99％序列同一性的核苷酸序列，或者iii)以上的互补序列。3.减轻东方粘虫对植物的伤害的方法，包括将包含Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列的表达载体稳定整合进植物的基因组中，所述Cry1Ab/Cry1AcZM基因序列包含：i)SEQ...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宪斌，叶荣建，佘秋明，韩宇，韩志国，杨桥，黄炜，杨倩倩，胡燕琳，安吉翠，王英丽，杨亚洲，周俊青，章旺根，
申请(专利权)人：中国种子集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11