抗虫性能增强的植物和涉及昆虫抗性基因的构建体和方法技术

本文公开了分离的多聚核苷酸和多肽，以及赋予植物抗虫性的重组DNA构建体；包含这些重组DNA构建体的组合物（例如植物或种子），以及利用这些重组DNA构建体的方法。所述重组DNA构建体包含可操作的连接植物中有功能的启动子的多聚核苷酸，其中所述多聚核苷酸编码抗虫多肽。

Plants with enhanced insect resistance and constructs and methods relating to insect resistance genes

This paper discloses isolated polynucleotides and polypeptides, and the recombinant DNA to construct plant resistance to insects; compositions comprising these recombinant DNA constructs (such as plants or seeds), and methods of using these recombinant DNA constructs. The recombinant DNA construct comprises an operable polynucleotide to connect a functional promoter in a plant, wherein the polynucleotide encodes an insect resistant polypeptide.

【技术实现步骤摘要】
抗虫性能增强的植物和涉及昆虫抗性基因的构建体和方法
本
涉及植物育种和基因学，并且具体地涉及用于赋予植物抗虫害性能的重组DNA构建体和植物虫害的防治方法。专利技术背景许多昆虫品种是玉米、大豆、豌豆、棉花、水稻和类似的粮食以及纤维作物等农作物的重要害虫，害虫的侵扰每年可以导致诸如作物损失或购买控制害虫的昂贵杀虫剂等巨大的经济损失。在过去的几个世纪中，控制这些害虫的主要方法是使用化学合成的杀虫化合物，然而由于化合物非选择性以及昆虫对化学制品的抗药性的产生，化学化合物的广泛应用造成了许多环境问题。近几十年来生物技术的发展为通过基因工程控制害虫提供了机遇，特别是植物遗传学的发展，再加上昆虫生长因子和自然发生的植物防御化合物或试剂的鉴定，为创造能够产生这些防御试剂的转基因作物提供了机遇，从此保护植物免受昆虫攻击。已知芽孢杆菌属(Bacillus)微生物的某些种对一系列昆虫害虫具有杀虫活性，这些昆虫包括鳞翅目(Lepidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)、半翅目(Hemiptera)害虫以及其他害虫。苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)(Bt)和日本金龟子芽孢杆菌(Bacilluspopilliae)是至今为止发现的最成功的生物防治剂的代表。昆虫致病性也被认为是由幼虫芽孢杆菌(B.larvae)、缓病芽孢杆菌(B.lentimorbus)、球形芽孢杆菌(B.sphaericus)和蜡样芽孢杆菌(B.cereus)的菌株引起的。微生物杀昆虫剂，特别是那些从芽孢杆菌菌株获得的微生物杀昆虫剂，在农业上作为害虫化学防治的替代方案已起到重要的作用。编码苏云金芽孢杆菌(Bt)内毒素或植物蛋白酶抑制剂(PIs)基因的转基因植物能够抵抗特定害虫，例如能够产生苏云金芽胞杆菌菌株的杀虫蛋白的玉米和棉花已通过遗传工程获得，这些遗传转化的作物目前广泛用于农业，并为农民提供了环境友好和商业吸引力的替代传统昆虫控制的方法。通常来说，与传统广谱的化学杀虫剂相比，生物杀虫剂的污染和环境危害风险较低，且生物杀虫剂具有较好的目标特异性。另外，生物杀虫剂生产成本低，因此提高了各种作物的经济产量。生物杀虫剂已被证明是非常成功的商业化，这些转基因抗虫作物只对一个狭窄的范围内的重要经济害虫具有抗性。在某些情况下，昆虫对不同的杀虫化合物产生抗性，这就需要鉴定出控制害虫的可替代性生物控制试剂。仍然需要对昆虫害虫具有不同范围杀昆虫活性的新杀虫蛋白，例如对鳞翅目和半翅目的多种昆虫具有活性的杀昆虫蛋白，所述多种昆虫包括但不限于对现有杀虫剂已产生抗性的昆虫害虫。专利技术概述一方面，本专利技术包括过量表达提高植物抗虫性的多核苷酸，所述多核苷酸,包含：(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：4和12的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：5和13的序列一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6和14的序列一致性至少为90％；或(d)(a)、(b)或(c)核苷酸序列的全长互补序列。核苷酸序列包含SEQIDNO：4、SEQIDNO：5、SEQIDNO：12或SEQIDNO：13；多肽的氨基酸序列包含SEQIDNO：6或SEQIDNO：14。另一方面，本专利技术包括重组DNA构建体，其包含可操作连接至少一个调控序列的分离多核苷酸，其中所述多核苷酸包含(a)核苷酸序列与SEQIDNO：4、5、12或13序列一致性至少为85％的多核苷酸；(b)编码多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6或14的序列一致性至少为90％的多核苷酸；或(c)(a)或(b)的核苷酸序列的全长互补序列；所述至少一个调控序列为植物中有功能的启动子。另一方面，本专利技术包括一种包含重组DNA构建体的植物或种子，所述重组DNA构建体包含可操作连接至少一个调控序列的多核苷酸，其中所述多核苷酸包含(a)核苷酸序列与SEQIDNO：4、5、12或13序列一致性至少为85％的多核苷酸；(b)编码多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6或14的序列一致性至少为90％的多核苷酸；或(c)(a)或(b)核苷酸序列的全长互补序列。另一方面，本专利技术包括基因组内包含重组DNA构建体的植物，所述重组DNA构建体包含可操作连接至少一个调控元件的多核苷酸，其中所述多核苷酸包含(a)核苷酸序列与SEQIDNO：4、5、12或13序列一致性为85％的多核苷酸；(b)编码多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6或14的序列一致性至少为90％的多核苷酸；或(c)(a)或(b)核苷酸序列的全长互补序列；对照植物相比，所述转基因植物显示增强的抗虫性。在另一个实施方案中，本专利技术包括本文中任意的植物，其中所述植物选自水稻、玉米、大豆、向日葵、高粱、加拿大油菜、小麦、苜蓿、棉花、大麦、粟、甘蔗和柳枝稷。在另一个实施方案中，本专利技术包括增强了抗虫性，其中，所述抗虫性针对选自下列目的昆虫：鞘翅目、双翅目、膜翅目、鳞翅目、禽虱目、同翅目、半翅目、缨尾目、革翅目、等翅目、虱目、蚤目和毛翅目等，特别是鳞翅目和鞘翅目。在另一实施方案中，提供了提高植物抗虫性的方法，其包括：(a)向可再生植物细胞导入重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含可操作连接至少一个调控序列的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码一个多肽，其氨基酸序列与SEQIDNO：6或14序列一致性至少为50％；(b)由步骤(a)后的可再生细胞再生转基因植物，其中转基因植物在其基因组中包含重组DNA构建体；和(c)由步骤(b)的转基因植物获得子代植物，其中所述子代植物在其基因组中包含重组DNA构建体，与不包含重组DNA构建体的对照植物相比，所述子代转基因植物显示增强的抗虫性能。在另一个实施方案中，提供了评估植物抗虫性的方法，其包括：(a)向可再生植物细胞导入重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含可操作连接至少一个调控序列的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6或14的序列一致性至少为50％；(b)由步骤(a)的可再生细胞再生转基因植物，其中转基因植物在其基因组中包含重组DNA构建体；(c)由步骤(b)的转基因植物获得子代植物，其中子代植物的基因组中包含重组DNA构建体；和(d)以不包含重组DNA构建体的对照植物为对照，评估子代植物的抗虫性能。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一个重组DNA构建体，其包含本专利技术中任意分离的多聚核苷酸，并与至少一个调控序列可操作连接；以及包含重组DNA构建体的细胞、植物和种子。所述细胞包括真核细胞，如酵母、昆虫或植物细胞；或原核细胞，如细菌。附图简述和序列表根据以下的专利技术详述和附图以及序列表，可更全面地理解本专利技术，以下的专利技术详述和附图以及序列表形成本申请的一部分。图1为实时PCR分析测定的不同转基因株系叶片中OsCRK6基因的相对表达水平。ZH11-TC叶片中基因的表达水平设置为1.00，每个转基因株系表达量柱上面的数字表示与ZH11-TC相比的变化倍数。ZH11-TC为组织培养获得的ZH11，DP0158代表转空载体的ZH11。图2为实时PCR分析测定的不同转基因株系叶片中OsMFS6基因的相对表达水平。ZH11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的多核苷酸包括（a）一种多核苷酸序列，其核苷酸序列与SEQ ID NO：4和12的序列一致性至少为85%；（b）一种多核苷酸序列，其核苷酸序列与SEQ ID NO：5和13的序列一致性至少为85%；（c）一种多核苷酸序列，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQ ID NO：6和14的序列一致性至少为90%；（d）（a）、（b）或（c）核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中过量表达上述多核苷酸序列提高植物的抗虫性能。

【技术特征摘要】
1.一种分离的多核苷酸包括（a）一种多核苷酸序列，其核苷酸序列与SEQIDNO：4和12的序列一致性至少为85%；（b）一种多核苷酸序列，其核苷酸序列与SEQIDNO：5和13的序列一致性至少为85%；（c）一种多核苷酸序列，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：6和14的序列一致性至少为90%；（d）（a）、（b）或（c）核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中过量表达上述多核苷酸序列提高植物的抗虫性能。2.权利要求1的多核苷酸，所述分离的多聚核苷酸包括SEQIDNO：4、SEQIDNO：5、SEQIDNO：12或SEQIDNO：13的核苷酸序列。3.权利要求1的多核苷酸，所述分离的多核苷酸，其编码的多肽包括SEQIDNO：6和14的氨基酸序列。4.权利要求1-3中任一项的多核苷酸，所述分离的多核苷酸，源于自水稻（Oryzasativa）、野生稻（Oryzaaustraliensis）、短舌野生稻（Oryzabarthii）、非洲型稻（Oryzaglaberrima）、阔叶稻（Oryzalatifolia）、长雄野生稻（Oryzalongistaminata）、南方野生稻（Oryzameridionalis）、药用野生稻（Oryzaofficinalis）、斑点野生稻（Oryzapunctata）、普通野生稻（红稻，Oryzarufipogon）、印度野生稻（Oryzanivara）、拟南芥（Arabidopsisthaliana）、鹰嘴豆（Cicerarietinum）、马铃薯（Solanumtuberosum）、甘蓝（Brassicaoleracea）、玉米（Zeamays）、大豆（Glycinemax）、烟豆（Glycinetabacina）、野大豆（Glycinesoja）和短绒野大豆（Glycinetomentella）。5.一种重组载体，其包含权利要求1-4的任一项多聚核苷酸。6.一种重组DNA构建体，其包含权利要求1-4中任一项的分离的多聚核苷酸和与之相连的至少一个异源调控序列。7.一种重组DNA构建体，其包含编码CRK6或MFS5多肽的多核苷酸和与之相连的至少一个异源调控序列。8.一种转基因植物、植物细胞或种子，其包含一个重组DNA构建体，其中所述重组DNA构建体包含权利要求1-4中任一项的多核苷酸和与之相连的至少一个异源调控序列。9.一种转基因植物或植物细胞，在其基因组中包含重组DNA构建体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧婷，吕贵华，毛冠凡，王国奎，王金羽，
申请(专利权)人：未名生物农业集团有限公司，先锋海外公司，
类型：发明
国别省市：北京,11