飞蝗叉头转录因子LmFoxO及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了飞蝗叉头转录因子LmFoxO及其编码基因与应用。本发明专利技术首先从飞蝗中克隆了飞蝗叉头转录因子基因LmFoxO，并对飞蝗叉头转录因子基因LmFoxO设计引物，合成了用于干扰飞蝗叉头转录因子基因LmFoxO的dsRNA，且运用注射法将dsRNA导入飞蝗对飞蝗叉头转录因子基因LmFoxO进行RNAi。结果表明：飞蝗叉头转录因子LmFoxO可调控飞蝗滞育。本发明专利技术为更深入理解飞蝗滞育机制、创制新的生物农药制剂提供理论基础。

Locust Fork-head Transcription Factor LmFoxO and Its Coding Gene and Its Application

The invention discloses a locust fork head transcription factor LmFoxO and its coding gene and application. The present invention firstly clones the locust fork head transcription factor gene LmFoxO from locusts, designs primers for the locust fork head transcription factor gene LmFoxO, synthesizes dsRNA for interfering with the locust fork head transcription factor gene LmFoxO, and uses injection method to transfer dsRNA into locusts to carry out RNAi on the locust fork head transcription factor gene LmFoxO. The results showed that locust fork head transcription factor LmFoxO could regulate locust diapause. The invention provides a theoretical basis for further understanding the diapause mechanism of locusts and creating new biopesticide preparations.

【技术实现步骤摘要】
飞蝗叉头转录因子LmFoxO及其编码基因与应用
本专利技术属于生物
，具体涉及飞蝗叉头转录因子LmFoxO及其编码基因与应用。
技术介绍
飞蝗是农牧业重大害虫，以胚胎滞育越冬，属兼性滞育昆虫，滞育诱导外界条件有温度、光周期等。目前已经报道的滞育调控机制有分子调控、激素调控，生物钟调控，以及能量调控，比较公认的是激素调控方式。FoxO(forkheadboxO)是胰岛素信号、生长因子、营养物质和氧化应激反应的下游靶标基因，属于FoxO家族转录调节因子。哺乳动物中有四种形式的FoxO转录因子家族：FoxO1、FoxO3、FoxO4和FoxO6，主要通过参与糖异生、神经肽分泌、发育停止、自体吞噬、细胞凋亡、细胞周期停滞和抗逆性等细胞反应，行使包括调节肿瘤、能量代谢和生物体寿命等功能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何防治害虫。为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种叉头转录因子。本专利技术提供的叉头转录因子来源于飞蝗(Locustamigratoria)，其名称为LmFoxO，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。其中，序列2由64个氨基酸残基组成。为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1、标签的序列上述c)中的蛋白质LmFoxO，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的蛋白质LmFoxO可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的蛋白质LmFoxO的编码基因可通过将序列1第2-193位所示的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，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了与LmFoxO蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供的与LmFoxO蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A8)中的任一种：A1)编码LmFoxO蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。上述生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1第2-193位所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码LmFoxO蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码LmFoxO蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。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LmFoxO蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的LmFoxO的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码LmFoxO且具有相同功能，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编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有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。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了LmFoxO蛋白质或上述生物材料的新用途。本专利技术提供了LmFoxO蛋白质或上述生物材料在如下a1)-a6)中任一种中的应用：a1)调控昆虫滞育；a2)制备调控昆虫滞育的产品；a3)防治害虫；a4)制备防治害虫的产品；a5)降低昆虫滞育率；a6)制备降低昆虫滞育率的产品。上述应用中，所述调控为降低；所述昆虫或害虫为飞蝗；所述降低昆虫滞育率为降低子代蝗卵滞育率。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种降低飞蝗滞育率的方法。本专利技术提供的降低飞蝗滞育率的方法包括降低昆虫中叉头转录因子的表达量和/或活性的步骤，从而实现降低昆虫滞育率。进一步的，所述降低昆虫中叉头转录因子的表达量和/或活性的方法是将抑制昆虫中叉头转录因子的编码基因表达的物质导入昆虫；所述抑制昆虫中叉头转录因子的编码基因表达的物质为抑制昆虫中叉头转录因子的编码基因表达的dsRNA。更进一步的，所述叉头转录因子为上述LmFoxO蛋白质；抑制昆虫中所述LmFoxO蛋白质的编码基因表达的dsRNA为由序列表中序列3所示的核苷酸和其反向互补序列所示的核苷酸组成的双链RNA。上述方法中，所述导入的方式为注射。上述方法中，所述昆虫为飞蝗；所述降低昆虫滞育率为降低子代蝗卵滞育率。上述方法在防治害虫中的应用也属于本专利技术的保护范围。为了解决上述问题，本专利技术最后还提供了抑制LmFoxO蛋白质的编码基因表达的物质。本专利技术提供的抑制LmFoxO蛋白质的编码基因表达的物质为由序列表中序列3所示的核苷酸和其反向互补序列所示的核苷酸组成的双链RNA。上述抑制LmFoxO蛋白质的编码基因表达的物质在防治害虫和/或降低昆虫滞育率中的应用也属于本专利技术的保护范围。上述应用中，所述昆虫或害虫为飞蝗。本专利技术从飞蝗中克隆到了飞蝗体内LmFoxO基因，并利用RNAi干扰实验证明了干扰飞蝗LmFoxO基因后，子代蝗卵滞育率下降。进一步表明LmFoxO具有调控飞蝗滞育的功能。本专利技术为更深入理解飞蝗滞育机制提供理论基础，并提供了新的生物农药靶标位点。附图说明图1为长日照和短光照条件下飞蝗LmFoxO基因干扰效率。图2为长光照和短光照条件下飞蝗LmFoxO基因RNAi后蝗卵滞育率。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。下述实施例中的供试虫源：飞蝗卵采集于天津黄骅，在实验室连续饲养多代。飞蝗卵在智能人工气候箱中孵化，温度30℃，相对湿度60％。饲养条件：滞育诱导条件，光周期L：D＝10h：14h，温度28℃；非滞育条件，光周期L：D＝16h：8h，28℃。喂食小麦幼苗。下述实施例中的主要试剂及试剂：RNA分离试剂(invitrogen原装)，RNAspincolumn(全式金)，胶回收试剂盒(Axyg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A8)中的任一种：A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1第2-193位所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)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；3)在严格条件下与1)或2)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。4.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂雄兵，张泽华，崔栋楠，郝昆，王广君，农向群，
申请(专利权)人：中国农业科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11