生物防治制造技术

提供的是一种适于在节肢动物雄性生殖系中条件表达效应物基因的节肢动物雄性生殖系基因表达系统。所述系统包括第一表达单元，所述第一表达单元包含效应物基因和与其可操作连接的用于其的启动子；和第二表达单元。所述第二单元包含转录因子的编码序列和可操作连接于其的上游调控元件，所述转录因子能够作用于第一表达单元中的启动子上以驱动所述效应物基因的表达。所述上游调控元件包括转录因子的启动子；和临近转录因子编码序列起始位点的5’UTR。上游调控元件驱动转录因子足量表达，从而转录因子蛋白转而在减数分裂前驱动效应物基因的转录。还提供的是所述系统例如在生物防治和质量控制方法中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物防治 专利
本专利技术涉及一种能够在节肢动物，特别是昆虫中提供不育的，但竞争性的精子的 表达系统，以及其在所述节肢动物的生物防治（群体控制），质量控制和性选择的方法中的 用途。 引言 经济重要的，对于世界的某些部分起初是本地的虫害，现在通过国际贸易和人的 活动广泛分布。此种害虫发展为巨大的群体并且在世界范围内对水果和蔬菜产生破坏性侵 染。可能的控制方法是广泛的，包括诱饵喷洒，直接喷洒杀虫剂，生物防治，病虫害综合治理 (IPM)方法和不育昆虫技术（sterileinsecttechnique，SIT)(Malacrida等人，2007)。然 而，目前的防治方法，绝大多数依赖于化学杀虫剂的使用。直接或诱饵喷洒二者都具有由于 蜜蜂的减少导致授粉减少的能力，和使动物或人中毒的能力。另一方面，SIT是环境友好， 物种特异的害虫防治方法。其依赖于大量不育雄性的大量饲养、绝育和释放，所述不育雄性 与野生的雌性交配，引起后代中野生群体的减少（Dyck等人，2005 ;Knipling，1955)。如果 将足够的不育雄性释放足量时间，目标群体将瓦解。 SIT依赖于辐射以绝育目标害虫物种，但这对释放的昆虫具有负面影响（Alphey， 2002 ;Alphey，2007 ;Alphey等人，2007)。辐射影响昆虫的所有细胞，不仅是配子，并且因此 对释放的昆虫一定程度的损害不可避免，可能对其性能具有负面影响（例如寿命或交配竞 争性）。辐射-绝育需要在发育晚期进行，限制了对释放的选择。而且，辐射仪器相对大和 昂贵（获得或运行），并趋向于产生对于一些方案可能不利的集中程度。最后，由于有关这 些仪器中放射性同位素的大量存在的安全性考虑，已经是SIT计划至今的主要支柱的基于 同位素的辐射器变得越发不受欢迎。 特别是对于蚊子，过去已经尝试了辐射的备选方案。这些包括化学绝育和通过 使用细胞质不相容性（cytoplasmicincompatibility(CI，由沃尔巴克体（Wolbachia)诱 导））绝育，但这些各个具有其自身的缺点。化学不育剂倾向于为毒性或诱变化合物，导致 对工人和环境安全的问题。基于沃尔巴克体（Wolbachia)的系统依赖于自然环境中缺乏任 何相当的沃尔巴克体（Wolbachia)感染的雌性（其可能不是这样的），并且还需要不释放此 种雌性；此种严格的雌雄分离可能难以实现。可以通过使用重组DNA方法克服这和其它与 目前的SIT相关的其它问题（Morrison等人，2010 ;Franz&Robinson，2011)。 已经建议了辐射-绝育的转基因备选方案，称为携带显性致死因子昆虫的释放 (RIDL:(Alphey，2002 ;Alphey，2007;Alphey和Andeasen，2002;Alphey等人，2010;Alphey等人，2007 ;Alphey和Thomas, 1999 ;Thomas等人，2000)。在该系统中，改造昆虫以携带显 性可抑制致死基因或遗传系统。将这些释放到野外；野生昆虫和经遗传获得RIDL基因或构 建体拷贝的RIDL昆虫之间交配的后代将倾向于死亡。可以设计RIDL系统以杀灭经遗传获 得它的所有后代或仅一个性别。还可以设计以杀灭发育的特定阶段的受影响的昆虫；在一 些物种，例如一些蚊子（Phuc等人，2007)中，这可以具有显著的优势。已经在很多害虫物 种中构建了RIDL系统（例如Fu等人，2007 ;Gong等人，2005 ;Phuc等人，2007)。可以在W0 01/39599中找到RIDL系统方面的进一步信息。 我们的雌性致死RIDL技术（雌性-特异RIDL，fsRIDL)在分离性别方面高度有 效，甚至有时差不多1〇〇%有效，并且成功地在实验室、温室和半现场（semi-field)实验中 测试。RIDL可由在有或无辐射的情况下使用以产生有效产物。 尽管事实上该技术对于许多害虫上的SIT实施提供相当大的优势，比如果蝇； 地中海果蝇（Ceratitiscapitata),橄榄果蝇（Bactroceraoleae)和墨西哥按实蝇 (Anastrephaludens),鱗翅目(Lepidoptera);红铃麦蛾（Pectinophoragossypiella) 和菜蛾（Plutellaxylostella)和蚊子；埃及伊蚊（Aedesaegypti)和白纹伊蚊（Aedes albopictus)，并且可以各自被使用，在某些市场中，辐射仍然可以是绝育方法。这是因为， 在至今描述的雌性-特异的RIDL株中，F1雄性是完全可存活的并且雌性在幼虫期（即卵 孵化后）被消除。此外，通过提供遗传绝育（或赋予遗传绝育的特性）将显著缓解常规途 径和公众接受度。雄性中的遗传绝育会有利地增强我们目前的雌性致死（fs-RIDL)株。 因此，在本领域中存在在雄性中提供类似于SIT方法中的辐射效果的遗传绝育手 段，而无放射的个体中相关的健康降低的表达系统的需求。 Crisanti等人，（Catteruccia等人，2009;Windbichler等人，2007;Windbichler 等人，2008)已开发出核酸内切酶（Ipp〇-l，也称为I-Ppol)连接于组成型结构基因，0-2微 管蛋白的启动子的表达系统。本文中描述的其中该系统的许多问题，尤其是在达到其目的 方面，实验总体上不成功。然而，对遗传绝育效果的时机能够发挥一定程度的控制也将是特 别有用的。该控制在Crisanti系统中不存在。 例如，人们可能想要允许在实验室中饲养携带表达系统的个体，但还想要系统在 需要时，比如在释放时或释放前/后立即，激活或引发。换句话说，人们可能想要在特定点 抑制系统的效果和/或诱导它。 简言之，希望这种表达系统包括对表达系统的效果发挥控制的手段。此种控制常 被称为条件性，从而包括该控制的系统为条件系统。条件表达系统例如在昆虫中（但不 是在目前的遗传绝育情况下）已知。在任何情况下，这些条件系统不适于雄性生殖系表达。 事实上，为了利用存在的条件系统，比如双重tet系统，人们不能简单地将它们包括在更大 的雄性生殖系表达系统中。在雄性生殖系如此操作，对效应物（设计在所述生殖系实现遗 传绝育）的控制表达无用。其原因复杂，但集中于由减数分裂引起的独特条件。 尽管这样，我们意外地开发了用于在雄性生殖系中表达的合适系统。该系统能够 提供就所述系统在生殖系中的表达产生不能形成可成活受精卵的精子这方面而言的遗传 绝育。我们已经发现，可以利用条件系统比如tet的使用，但需要整个表达系统的显著全面 检查。我们发现的系统巧妙地重复了SIT方法中的辐射效果，这是极为有利的。实质上，其 允许产生雄性不育昆虫，而不采取使动物虚弱的辐射的使用。 因此，我们展示了一种节肢动物表达系统，其包含通过可以使能够诱导条件遗传 绝育，本文有时称为精子致死性的其它调节区域用于条件系统的合适效应物。然而，将 理解优选的目的不是杀死精子本身或甚至阻止其生产，反而是产生不能传递其遗传信息的 精子。然而，相反地，所述精子能够与野生型精子竞争或使受精卵不可成活（即阻止可成活 受精卵的形成）。 这通过提供条件的，和优选可抑制的，雄性不育解决上述问题，其通过允许本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于在节肢动物雄性生殖系中条件表达效应物基因的节肢动物雄性生殖系基因表达系统，所述系统包括：‑第一表达单元，所述第一表达单元包含效应物基因和与其可操作连接的用于其的启动子；‑第二表达单元，所述第二表达单元包含转录因子的编码序列和可操作连接于其的上游调控元件，所述转录因子能够作用于第一表达单元的启动子上以驱动效应物基因的表达，所述上游调控元件包括：‑转录因子的启动子；和‑临近转录因子编码序列起始位点的5’UTR；所述上游调控元件驱动转录因子的足量表达，从而转录因子蛋白转而在减数分裂前驱动效应物基因的转录。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.05 GB 1203850.11. 一种适于在节肢动物雄性生殖系中条件表达效应物基因的节肢动物雄性生殖系基 因表达系统，所述系统包括： -第一表达单元，所述第一表达单元包含效应物基因和与其可操作连接的用于其的启 动子； -第二表达单元，所述第二表达单元包含转录因子的编码序列和可操作连接于其的上 游调控元件，所述转录因子能够作用于第一表达单元的启动子上以驱动效应物基因的表 达，所述上游调控元件包括： -转录因子的启动子；和 -临近转录因子编码序列起始位点的5' UTR ; 所述上游调控元件驱动转录因子的足量表达，从而转录因子蛋白转而在减数分裂前驱 动效应物基因的转录。2. 根据权利要求1所述的基因表达系统，其中所述转录因子是转录激活剂，如tTA， GAL4或它们的变体。3. 根据任一项在前权利要求所述的基因表达系统，其中所述效应物是核酸内切酶，最 优选为3-锌指核酸酶。4. 根据任一项在前权利要求所述的基因表达系统，其中第一表达单元的启动子是最小 启动子。5. 根据任一项在前权利要求所述的基因表达系统，其中第二表达单元中上游调控元件 的启动子大多来自topi，aly或β-2微管蛋白（B2T)或其同源物。6. 根据任一项在前权利要求所述的基因表达系统，其中第二表达单元的上游调控元件 中的5'UTR是来自hsp83,优选来自地中海果蝇或hsp83的同源物，特别是在目标节肢动物 中发现的hsp83同源物的5' UTR。7. 根据任一项在前权利要求所述的基因表达系统，其中使用Gal4-UAS系统，从而转录 因子是GAL4。8. 根据权利要求1-6任一项所述的基因表达系统，其中所述系统是诱导型系统，其中 诱导通过提...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·阿尔菲，
申请(专利权)人：奥西泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB