本发明专利技术公开了一种人工合成的抗虫蛋白及其相关生物材料与应用。本发明专利技术所提供的蛋白质名称为MRP001蛋白，是如所述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.6所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有抗虫性的由A1)衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明MRP001蛋白以及与MRP001蛋白相关的生物材料具有盲蝽蟓抗性，可以用于制备含有该蛋白质的生物抗虫剂，培育具有抗虫性的转基因棉花、果树、茶树、水稻、蔬菜等农作物中，从而降低农药的使用量，以减少环境污染，具有重要的经济价值和广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因工程和农业有害生物防治
中一种人工合成的抗虫蛋白及其相关生物材料与应用。
技术介绍
我国是世界上最大的棉花生产国和消费国，也是最大的纺织品和服装生产国与出口国。棉花总产量占世界棉花产量的25％左右。棉花生产的兴衰，对我国国民经济的发展，乃至人民生活水平的提高都产生着一定的影响。我国常年植棉面积600-830万公顷，占世界总植棉面积的1/5-1/6，位居世界第二位；常年总产皮棉600万吨左右，占世界总产的1/4左右，为世界第一位。棉花是受害虫危害最为严重的农作物之一，我国棉花害虫至少有300种。在转基因抗虫棉(指抗棉铃虫)培育之前，以棉蚜(Aphis gossypii)、棉铃虫(Heliothis armigera)、棉叶螨(Tetranychus cinnabarinus)和棉红铃虫(Petinophera gossypiella)四大害虫危害棉花最为严重，每年因虫害造成的棉花产量损失达15％-20％，每年为防治害虫投入的农药费用每公顷高达1200-1800元。特别是上世纪九十年代初期，由于长期大量使用化学农药，最终导致棉花害虫抗药性增强，直接引起棉铃虫在我国黄河流域大爆发，危害程度历史上罕见(Wu，2005)。随着生物技术的发展，转Bt基因棉花的大面积种植，从根本上有效控制了棉铃虫等鳞翅目害虫的发生危害，棉田化学农药使用量因此大幅度减少，棉田生态系统也随之发生了一系列变化，导致棉田非Bt靶标害虫盲蝽蟓数量增加，危害加重，2000年以来，盲蝽蟓的危害不断加重并逐渐由一种次要害虫上升为主要害虫之一(Wu等，2002)，各地开始对其重点防治。盲蝽蟓属于半翅目(Heteroptera)盲蝽科(Miridae)，是棉花生产上的一类重要害虫。目前我国常见的种类有绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)、中黑盲蝽Adelphocoris suturalis(Jakovlev)、三点盲蝽Adelphocoris fasciaticollis(Reuter)、苜蓿盲蝽Adelphocoris lineolatus(Goeze)和牧草盲蝽Lygus pratensis(Linnaeus)等。盲蝽蟓的寄主含棉花、果树、蔬菜、苜蓿、茶树和各种杂草等50余科200多种植物，其中包括多种重要的农业作物(Lu等，2008)。盲蝽蟓喜食植物的花、蕾、果实等生殖器官，在棉花苗期，主要危害生长点，形成无头棉，在棉花蕾期危害生长点与幼蕾，可使棉花叶片破损，营养生长缓慢，枝叶丛生，棉株中空，减少花蕾数，从而延迟成熟期、减产。此外，盲蝽蟓具有食性杂、迁飞扩散能力强、世代重叠严重、隐蔽性高等生物学特征，降低了农药防治效果。由于缺乏合适的抗盲蝽蟓品种，目前解决虫害的主要方式是在棉花生长过程中持
续喷施化学杀虫剂。但是化学杀虫剂同时杀死多种棉田昆虫，不利于棉田生态平衡，并造成环境污染，增加植棉成本，使得转Bt基因的抗虫棉比较优势下降。近年来由于田间对盲蝽蟓的化学防治力度不断加大，其抗药性问题开始凸显。根据国外的报道，盲蝽蟓已经对有机磷类、菊酯类、氨基甲酸酯类和环戊二烯类杀虫剂产生了抗性，抗性问题会给将来的防治工作造成较大的困难。因此通过转基因技术将抗盲蝽蟓基因导入棉花品种中，培育具有抗盲蝽蟓的棉花品种，既可以降低农药的使用量，降低环境污染，维持生态平衡，又可以节省人力、物力及社会资源，产生巨大的经济效益。黄大昉2007年将Bt菌株F14-1中分离到的Cry51Aa1蛋白及编码该蛋白的基因序列提交至NCBI GenBank，检录号为DQ836184，Cry51Aa1蛋白是一类由苏云金芽孢杆菌产生的伴胞晶体之一，该类蛋白在生物防治领域具有重要的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高植物的抗虫性，如提高植物对盲蝽蟓的抗性。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了植物抗虫性相关蛋白质。本专利技术所提供的植物抗虫性相关蛋白质，名称为MRP001蛋白，是人工合成基因表达的下述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.6所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有抗虫性的由A1)衍生的蛋白质。其中，SEQ ID No.6由306个氨基酸残基组成。上述A2)中的MRP001蛋白可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述A2)中的MRP001蛋白的编码基因可通过将SEQ ID No.1的第896-1816位核苷酸所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变得到。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了与所述MRP001蛋白相关的生物材料。本专利技术所提供的与所述MRP001蛋白相关的生物材料，为下述B1)至B7)中至少一种：B1)编码所述MRP001蛋白的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基
因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织、或含有B3)所述重组载体的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官、或含有B3)所述重组载体的转基因植物器官。上述与所述MRP001蛋白相关的生物材料中，B1)所述核酸分子为如下B1a)或B1b)或B1c)或B1d)所示的核酸分子：B1a)其编码序列是SEQ ID No.1的第896-1816位的DNA分子或cDNA分子；B1b)与B1a)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述MRP001蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子；B1c)在严格条件下与B1a)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述MRP001蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子；B1d)与B1a)或B1b)或B1c)所述DNA分子反向互补的DNA分子。上述用于编码所述MRP001蛋白的核酸分子，本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码所述MRP001蛋白的核酸分子的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，与本专利技术分离得到的编码所述MRP001蛋白的核酸分子的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且编码所述MRP001蛋白，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的SEQ ID No.1的第896-1816位核苷酸所示的DNA分子或cDNA分子具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。所述严格条件是在2×SS本文档来自技高网...
【技术保护点】
蛋白质，为下述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.6所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有抗虫性的由A1)衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.蛋白质，为下述A1)或A2)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQ ID No.6所示的蛋白质；A2)在A1)的蛋白质的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有抗虫性的由A1)衍生的蛋白质。2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B7)中至少一种：B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织、或含有B3)所述重组载体的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官、或含有B3)所述重组载体的转基因植物器官。3.根据权利要求2所述蛋白质相关的生物材料，其特征在于：B1)所述核酸分子为如下B1a)或B1b)或B1c)或B1d)所示的核酸分子：B1a)其编码序列是SEQ ID No.1的第896-1816位的DNA分子或cDNA分子；B1b)与B1a)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；B1c)在严格条件下与B1a)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；B1d)与B1a)或B1b)或B1c)所述DNA分子反向互补的DN...
【专利技术属性】
技术研发人员：李付广，张朝军，张雪妍，王晔，王倩华，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41
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