新型昆虫抑制蛋白制造技术

公开了针对鞘翅目、鳞翅目和半翅目害虫物种表现出毒性活性的杀虫蛋白质类别，并且其包括但不限于TIC5290。提供了含有编码TIC5290杀虫蛋白的重组核酸序列的DNA构建体。提供了对鳞翅目、鞘翅目和半翅目侵扰具有抗性的转基因植物、植物细胞、种子和植物部分，其含有编码本发明专利技术的TIC5290杀虫蛋白的重组核酸序列。还提供了用于在生物样品中检测本发明专利技术的重组核酸序列或蛋白质的存在的方法，以及使用TIC5290杀虫蛋白控制鞘翅目、鳞翅目和半翅目物种害虫的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型昆虫抑制蛋白相关申请的引用本申请要求2015年7月30日提交的美国临时申请号62/199,024的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。序列表的并入含有序列表的计算机可读形式的名称为“MONS394WO-sequence_listing.txt”的文件创建于2016年7月19日。此文件是16,077字节(在MS-Windows中测量)，同时通过电子提交方式(使用美国专利局EFS-Web提交系统)提交，并且以引用的方式整体并入本申请。专利
本专利技术大体上涉及昆虫抑制蛋白领域。公开了一类新型的针对作物植物和种子的农业相关害虫表现出昆虫抑制活性的蛋白质。具体地，所公开的蛋白质针对作物植物和种子的农业相关害虫(特别是昆虫害虫的鞘翅目、鳞翅目和半翅目物种)具有杀昆虫活性。提供了含有编码一种或多种所公开的毒素蛋白的重组多核苷酸构建体的植物、植物部分和种子。专利技术背景改进农业重要植物(尤其包括玉米、大豆、甘蔗、稻、小麦、蔬菜和棉花)的作物产量已经变得越来越重要。除了越来越需要农业产品来为不断增长的人口供给食物、衣物并提供能源之外，预测与气候相关的影响以及来自不断增长的人口使用除农业活动之外的土地的压力将会减少可用于耕作的耕地。这些因素导致对食品安全的悲观预期，特别是在植物生物工艺学和农艺操作缺乏主要改进的情况下。鉴于这些压力，在工艺学、农业技术和害虫管理方面的环境可持续改进是在有限量的可用于耕作的耕地上扩大作物生产的至关重要工具。昆虫，特别是鳞翅目、鞘翅目和半翅目内的昆虫，被认为是大田作物损害的主要原因，从而降低受侵扰地区的作物产量。对农业有负面影响的鳞翅目害虫物种包括但不限于，谷实夜蛾(Helicoverpazea)、欧洲玉米螟(Ostrinianubilalis)、小蔗螟(Diatraeasaccharalis)、巨座玉米螟(Diatraeagrandiosella)、黎豆夜蛾(Anticarsiagemmatalis)、草地贪夜蛾(Spodopterafrugiperda)、甜菜夜蛾(Spodopteraexigua)、小地老虎(Agrotisipsilon)、粉纹夜蛾(Trichoplusiani)、黄豆银纹夜蛾(Chrysodeixisincludens)、绿棉铃虫(Heliothisvirescens)、菱纹背蛾(Plutellaxylostella)、棉红铃虫(Pectinophoragossypiella)、棉铃虫(Helicoverpaarmigera)、南美玉米苗斑螟(Elasmopalpuslignosellus)、豆白缘切根虫(Striacostaalbicosta)和桔潜蛾(Phyllocnistiscitrella)。对农业有负面影响的鞘翅目害虫物种包括但不限于，缺隆叩甲属(Agriotesspp.)、花象属(Anthonomusspp.)、甜菜隐食甲(Atomarialinearis)、甜菜胫跳甲(Chaetocnematibialis)、根颈象属(Cosmopolitesspp.)、象虫属(Curculiospp.)、皮蠹属(Dermestesspp.)、根萤叶甲属(Diabroticaspp.)、食植瓢虫属(Epilachnaspp.)、Eremnus属、科罗拉多金花虫(Leptinotarsadecemlineata)、稻水象属(Lissorhoptrusspp.)、鳃金龟属(Melolonthaspp.)、锯谷稻属(Orycaephilusspp.)、耳象属(Otiorhynchusspp.)、斑象属(Phlyctinusspp.)、弧丽金龟属(Popilliaspp.)、蚤跳甲属(Psylliodesspp.)、谷蠹属(Rhizoperthaspp.)、金龟子科(Scarabeidae)、象虫属(Sitophilusspp.)、麦蛾属(Sitotrogaspp.)、拟步行虫属(Tenebriospp.)、拟谷盗属(Triboliumspp.)和斑皮蠹属(Trogodermaspp)，具体地其中所述害虫为玉米根萤叶甲(Diabroticavirgiferavirgifera)(西方玉米根虫，WCR)、巴氏根萤叶甲(Diabroticabarberi)(北方玉米根虫，NCR)、玉米根萤叶甲(Diabroticavirgiferazeae)(墨西哥玉米根虫，MCR)、带斑黄瓜叶甲(Diabroticabalteata)(巴西玉米根虫(BZR))、黄瓜十一星叶甲(Diabroticaundecimpunctatahowardii)(南方玉米根虫，SCR)以及由叶甲蝽(Diabroticaviridula)和南美叶甲(Diabroticaspeciosa)组成的巴西玉米根虫复合群(BrazilianCornRootwormcomplex(BCR))。对农业有负面影响的半翅目害虫物种包括但不限于，豆荚盲蝽(Lygushesperus)、美国牧草盲蝽(Lyguslineolaris)和棉跳盲蝽(Pseudatomoscelisseriatus)。从历史上看，农业中依赖于密集施加合成化学杀昆虫剂作为害虫控制剂。对环境和人类健康的关注，除了出现的抗性问题之外，还刺激了生物杀虫剂的研究和开发。这项研究工作导致逐步发现和使用各种昆虫病原微生物物种，包括细菌。当昆虫病原细菌(尤其是属于芽孢杆菌(Bacillus)属的细菌)的潜能被发现并开发为生物害虫控制剂时，生物控制模式发生转变。苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis(Bt))细菌的菌株已被用作杀虫蛋白的来源，因为发现Bt菌株对特定的昆虫显示出高毒性。已知Bt菌株在孢子形成开始时以及在静止生长期期间产生定位在伴胞晶体包涵体内的δ-内毒素(例如Cry蛋白)，并且还已知其产生分泌型杀昆虫蛋白。一旦被易感昆虫摄取，δ-内毒素以及分泌的毒素在中肠上皮表面发挥其作用，破坏细胞膜，导致细胞破裂和死亡。编码杀昆虫蛋白的基因也已经在除Bt之外的细菌物种中进行鉴定，所述细菌物种包括其他芽孢杆菌属(Bacillus)和多种另外的细菌物种，诸如侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus)、球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillussphaericus)(“Ls”，以前称为球形芽孢杆菌(Bacillussphaericus))和日本金龟子芽孢杆菌(Paenibacilluspopilliae)。结晶且分泌型的可溶性杀昆虫毒素对其宿主具有高度特异性，并且作为化学杀昆虫剂的替代品已经在全世界获得接受。例如，杀昆虫毒素蛋白已被用于各种农业应用，以保护农业上重要的植物免受昆虫侵扰，减少对化学杀虫剂应用的需要，并增加产量。杀昆虫毒素蛋白通过以下方式来控制作物植物的农业相关害虫：通过机械方法，诸如通过喷洒以将含有各种细菌菌株的微生物制剂分散到植物表面上以及通过使用遗传转化技术以产生表达杀昆虫毒素蛋白的转基因植物和种子。表达杀昆虫毒素蛋白的转基因植物的使用已经全球适应。例如，在2012年，有2610万公顷种植了表达Bt毒素的转基因作物(James,C.,GlobalStatusofCommercializedBiot本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重组核酸分子，其包含可操作地连接至编码杀虫蛋白或其杀虫片段的多核苷酸区段的异源启动子，其中：a.所述杀虫蛋白包含SEQ ID NO:2的氨基酸序列；或b.所述杀虫蛋白包含与SEQ ID NO:2具有至少65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％、或98％、或99％或约100％氨基酸序列同一性的氨基酸序列；或c.所述多核苷酸区段在严格杂交条件下与具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:3的核苷酸序列的多核苷酸杂交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.30 US 62/199,0241.一种重组核酸分子，其包含可操作地连接至编码杀虫蛋白或其杀虫片段的多核苷酸区段的异源启动子，其中：a.所述杀虫蛋白包含SEQIDNO:2的氨基酸序列；或b.所述杀虫蛋白包含与SEQIDNO:2具有至少65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％、或98％、或99％或约100％氨基酸序列同一性的氨基酸序列；或c.所述多核苷酸区段在严格杂交条件下与具有SEQIDNO:1或SEQIDNO:3的核苷酸序列的多核苷酸杂交。2.如权利要求1所述的重组核酸分子，其中：a.所述重组核酸分子包含用于在植物中表达所述杀虫蛋白的序列；或b.所述重组核酸分子在植物细胞中表达以产生杀虫有效量的所述杀虫蛋白；或c.所述重组核酸分子与载体可操作地连接，并且所述载体选自由以下组成的组：质粒、噬菌粒、杆粒、粘粒以及细菌或酵母人工染色体。3.如权利要求1所述的重组核酸分子，其被定义为存在于宿主细胞内，其中所述宿主细胞选自由细菌和植物细胞组成的组。4.如权利要求3所述的重组核酸分子，其中所述细菌宿主细胞来自选自由以下组成的组的细菌属：农杆菌属、根瘤菌属、芽孢杆菌属、短芽孢杆菌属、埃希氏菌属、假单胞菌属、克雷伯氏菌属、泛菌属和欧文氏菌属。5.如权利要求4所述的重组核酸分子，其中所述芽孢杆菌属物种为蜡状芽孢杆菌或苏云金芽孢杆菌，所述短芽孢杆菌属为侧孢短芽孢杆菌，或所述埃希氏菌属为大肠杆菌。6.如权利要求3所述的重组核酸分子，其中所述植物细胞是双子叶或单子叶植物细胞。7.如权利要求6所述的重组核酸分子，其中所述植物宿主细胞选自由以下组成的组：苜蓿、香蕉、大麦、豆、西兰花菜、包菜、芸苔、胡萝卜、木薯、蓖麻、菜花、芹菜、鹰嘴豆、大白菜、柑橘、椰子、咖啡、玉米、三叶草、棉花、葫芦、黄瓜、花旗松、茄子、桉树、亚麻、大蒜、葡萄、啤酒花、韭葱、莴苣、火炬松、粟、甜瓜、坚果、燕麦、橄榄、洋葱、观赏植物、棕榈树、牧草、豌豆、花生、胡椒、木豆、松树、马铃薯、白杨树、南瓜、辐射松、萝卜、油菜籽、稻、根茎、黑麦、红花、灌木、高粱、南方松、大豆、菠菜、南瓜、草莓、糖用甜菜、甘蔗、向日葵、甜玉米、香枫、甘薯、柳枝稷、茶、烟草、番茄、黑小麦、草坪草、西瓜以及小麦植物细胞。8.如权利要求1所述的重组核酸分子，其中所述杀虫蛋白针对鞘翅目昆虫表现出活性。9.如权利要求8所述的重组核酸分子，其中所述昆虫为西方玉米根虫、南方玉米根虫、北方玉米根虫、墨西哥玉米根虫、巴西玉米根虫或者由叶甲蝽和南美叶甲组成的巴西玉米根虫复合群。10.如权利要求1所述的重组核酸分子，其中所述杀虫蛋白针对鳞翅目的昆虫物种表现出活性。11.如权利要求10所述的重组核酸分子，其中所述昆虫为黎豆毛虫、甘蔗螟、小玉米螟、玉米穗虫、烟草夜蛾、大豆尺蠖、黑粘虫、南方粘虫、秋粘虫、甜菜粘虫、东方棉铃虫、东方叶虫、红铃虫、黑切根虫、西南玉米螟或欧洲玉米螟。12.如权利要求1所述的重组核酸分子，其中所述杀虫蛋白针对半翅目昆虫表现出活性。13.如权利要求12所述的重组核酸分子，其中所述昆虫为豆荚草盲蝽、牧草盲蝽或棉盲蝽。14.一种植物或其部分，其包含如权利要求1所述的重组核酸分子。15.如权利要求14所述的植物或其部分，其中所述植物为单子叶植物或双子叶植物。16.如权利要求14所述的植物或其部分，其中所述植物选自由以下组成的组：苜蓿、香蕉、大麦、豆、西兰花菜、包菜、芸苔、胡萝卜、木薯、蓖麻、菜花、芹菜、鹰嘴豆、大白菜、柑橘、椰子、咖啡、玉米、三叶草、棉花、葫芦、黄瓜、花旗松、茄子、桉树、亚麻、大蒜、葡萄、啤酒花、韭葱、莴苣、火炬松、粟、甜瓜、坚果、燕麦、橄榄、洋葱、观赏植物、棕榈树、牧草、豌豆、花生、胡椒、木豆、松树、马铃薯、白杨树、南瓜、辐射松、萝卜、油菜籽、稻、根茎、黑麦、红花、灌木、高粱、南方松、大豆、菠菜、南瓜、草莓、糖用甜菜、甘蔗、向日葵、甜玉米、香枫、甘薯、柳枝稷、茶、烟草、番茄、黑小麦、草坪草、西瓜以及小麦。17.一种如权利要求14所述的植物的种子，其中所述种子包含所述重组核酸分子。18.一种昆虫抑制组合物，其包含如权利要求1所述的重组核酸分子。19.如权利要求18所述的昆虫抑制组合物，其还可以包含编码与所述杀虫蛋白不同的至少一种其他杀虫剂的核苷酸序列。20.如权利要求19所述的昆虫抑制组合物，其中所述至少一种其他杀虫剂选自由以下组成的组：昆虫抑制蛋白、昆虫抑制dsRNA分子和辅助蛋白。21.如权利要求19所述的昆虫抑制组合物，其中所述至少一种其他杀虫剂针对鳞翅目、鞘翅目或半翅目的一种或多种害虫物种表现出活性。22.如权利要求21所述的昆虫抑制组合物，其中所述至少一种其他杀虫蛋白选自由以下组成的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·伯温，C·A·蔡，S·弗拉辛斯基，阴勇，
申请(专利权)人：孟山都技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US