基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用及蝗虫治理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用及蝗虫治理方法，本发明专利技术发现了一种调控亚洲小车蝗发生型变的关键基因Hn，应用Hn基因调控亚洲小车蝗的表型可塑性，利用Hn基因转录调控抑制亚洲小车蝗表型由散居型向群居型转变；本发明专利技术利用Hn基因设计双链RNA对亚洲小车蝗进行注射，显著降低亚洲小车蝗发生型变的比例，从而有效阻止亚洲小车蝗群居个体的形成和蝗群的暴发。本发明专利技术调控亚洲小车蝗苯丙氨酸羟化酶基因Hn，将亚洲小车蝗的表型由绿色居留型体色转变为褐色迁飞型体色。本发明专利技术通过注射双链RNA片段抑制居留型亚洲小车蝗向迁飞型转变，降低亚洲小车蝗暴发为害的机率，达到有效控制蝗虫暴发为害的目的。达到有效控制蝗虫暴发为害的目的。达到有效控制蝗虫暴发为害的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用及蝗虫治理方法


[0001]本专利技术属于草原害虫治理
，具体的说是涉及一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用及蝗虫治理方法。

技术介绍

[0002]亚洲小车蝗是一种重要的草原经济害虫，亚洲小车蝗广泛分布于北方草原地区，主要取食为害禾本科牧草和禾本科作物，对北方草原地区造成严重危害，严重威胁到农牧业生产，亚洲小车蝗为害的禾本科牧草如羊草、针茅和糙隐子草等，为害的禾本科作物如小麦、玉米和高粱等。现有技术中比较传统高效的针对亚洲小车蝗的害虫防治方法通常都是通过使用化学农药来实现，化学农药的使用将导致环境受到污染，而且大量的农药残留会危害人畜健康。此外，长期使用化学农药方法防治害虫会增强昆虫的抗药性，一方面阻碍了害虫的有效防控，另一方面也不利于环境的可持续发展，因此，绿色可持续的害虫防治技术急待开发。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了克服现有技术存在的不足，提供一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用及蝗虫治理方法。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开了一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用，该应用发现了一种调控亚洲小车蝗发生型变的关键基因Hn，应用Hn基因调控亚洲小车蝗的表型可塑性，利用Hn基因的转录调控抑制亚洲小车蝗表型由散居型向群居型转变；
[0005]Hn基因的核苷酸序列如下所示：
[0006][0007][0008]该应用设计出一种亚洲小车蝗Hn基因的有效干扰序列，Hn基因有效干扰序列的核苷酸序列如下所示：
[0009][0010]本专利技术还公开了一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的蝗虫治理方法，该蝗虫治理方法利用Hn基因设计双链RNA对亚洲小车蝗进行注射，显著降低亚洲小车蝗发生型变的比例，从而有效阻止亚洲小车蝗群居个体的形成和蝗群的暴发；
[0011]Hn基因双链RNA片段的qPCR引物序列Hn
‑
3F和Hn
‑
3R的引物序列如下：
[0012]Hn
‑
1F 5
’
ATGGACGATTCGCAGGTTATG 3
’
；
[0013]Hn
‑
1R 5
’
GCTTTGGTATGGTACAAATCAGGA 3
’
；
[0014]Hn
‑
2F 5
’
TAATACGACTCACTATAGGGCTGGCAGGGTTGGCTTTC 3
’
；
[0015]Hn
‑
2R 5
’
TAATACGACTCACTATAGGGTGACCATCTTGACGGCACA 3
’
；
[0016]Hn
‑
3F 5
’
TCCCACTTCTCATTGAAAACTG 3
’
；
[0017]Hn
‑
3R 5
’
GAAGTCCCGTGATGACAGAAG 3
’
。
[0018]本专利技术蝗虫治理方法通过人为注射Hn基因的双链RNA，有效抑制亚洲小车蝗由居留型向迁飞型转变，阻碍迁飞型群体的形成，从而有效防止亚洲小车蝗的暴发为害。
[0019]本专利技术蝗虫治理方法具体包括如下步骤：
[0020](1)取5μl～6μl 1000ng/μl的双链RNA于3
‑
4龄居留型蝗虫2
‑
3腹节进行注射，实验设置3个重复，每个重复20头；
[0021](2)设置等量对照组注射双链GFP，观察记录实验组和对照组蝗虫体表颜色的变化和发生型变的比例，记录周期为9天；
[0022](3)双链RNA干扰后检测基因表达量，注射双链RNA 48h后取整头蝗虫于液氮处理提取RNA反转录生成模板cDNA，根据Hn基因保守区重新设计引物Hn
‑
3F和Hn
‑
3R；
[0023](4)用于Hn基因表达量测定，以Actin作为内参基因，利用实时荧光定量PCR方法检测处理组和对照组中Hn基因的相对表达量，每个样本进行3个生物学重复；
[0024](5)Hn基因双链RNA干扰效率结果如图2所示，注射双链RNA 48h后亚洲小车蝗Hn基因的表达量显著低于对照组，mRNA表达水平相对于对照组表达量下降了3.33～3.35倍，Hn基因双链RNA在亚洲小车蝗体内产生强烈的干扰效应，抑制了Hn基因的表达。
[0025]用RNA提取试剂盒提取亚洲小车蝗总RNA，反转录试剂盒反转录为cDNA，以cDNA为模板扩增亚洲小车蝗Hn基因，Hn基因的PCR扩增条件为：90℃～95℃预变性反应3min～5min；随后，92℃～96℃变性38s～32s，55℃～60℃退火25s～35s，70℃～75℃延伸0.8min～1.2min，循环32次～36次；最后70℃～75℃延伸8min～12min，反应体系为24μl～26μl：ddH2O 9～10；模板cDNA0.8μl～1.2μl；上下游引物各10μl～12μl；2
×
Taq PCR Master Mix 12.4μl～12.6μl。
[0026]作为本专利技术的优选实施方式，Hn基因的PCR扩增条件为：94℃预变性反应4min；随后，94℃变性30s，56℃退火30s，72℃延伸1min，循环34次；最后72℃延伸10min，反应体系为25μl：ddH2O 9.5；模板cDNA 1μl；上下游引物各11μl；2
×
Taq PCR Master Mix 12.51μl。
[0027]PCR扩增得到的Hn连接质粒转化大肠杆菌后送出测序；测序获得正确序列后取其保守区域重新设计引物Hn
‑
2F和Hn
‑
2R，分别在引物5
’
端加T7启动子用于双链RNA合成，将引物进行PCR扩增，连接载体转化大肠杆菌后菌液测序，取正确的菌液过夜培养后提取质粒；以上步骤获得质粒作为模板使用T7RNA合成试剂盒获得长度为254bp的双链RNA，分光光度计检测浓度后于
‑
20℃保存待用。
[0028]蝗虫的表型可塑性对其爆发成灾具有重要的影响意义，亚洲小车蝗在田间存在两种表型，绿色的居留型和褐色的迁飞型，居留型和迁飞型的虫体如说明书附图的图1所示，居留型蝗虫的生存环境种群密度水平较低，迁飞型则更倾向于形成高密度种群且易暴发，蝗虫暴发地区迁飞型个体可达到种群密度的80％，居留型个体表型可在一定条件下向迁飞型转变，这种改变促进蝗虫种群的暴发。分子水平上促进散居表型向群居表型转变的一个重要基因是Hn(苯丙氨酸羟化酶基因)，本专利技术通过人为注射Hn基因的双链RNA，能够有效抑制亚洲小车蝗由居留型向迁飞型转变，阻碍迁飞型群体的形成，从而有效防止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用，其特征在于：该应用发现了一种调控亚洲小车蝗发生型变的关键基因Hn，应用Hn基因调控亚洲小车蝗的表型可塑性，利用Hn基因的转录调控抑制亚洲小车蝗表型由散居型向群居型转变；所述Hn基因的核苷酸序列如下所示：所述Hn基因的核苷酸序列如下所示：
2.根据权利要求1所述的一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的应用，其特征在于：该应用设计出一种亚洲小车蝗Hn基因的有效干扰序列，所述Hn基因有效干扰序列的核苷酸序列如下所示：3.根据权利要求1所述的一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的蝗虫治理方法，其特征在于：利用Hn基因设计双链RNA对亚洲小车蝗进行注射，显著降低亚洲小车蝗发生型变的比例，从而有效阻止亚洲小车蝗群居个体的形成和蝗群的暴发；Hn基因双链RNA片段的qPCR引物序列Hn
‑
3F和Hn
‑
3R的引物序列如下：Hn
‑
1F 5
’
ATGGACGATTCGCAGGTTATG 3
’
；Hn
‑
1R 5
’
GCTTTGGTATGGTACAAATCAGGA 3
’
；Hn
‑
2F 5
’
TAATACGACTCACTATAGGGCTGGCAGGGTTGGCTTTC 3
’
；Hn
‑
2R 5
’
TAATACGACTCACTATAGGGTGACCATCTTGACGGCACA 3
’
；Hn
‑
3F 5
’
TCCCACTTCTCATTGAAAACTG 3
’
；Hn
‑
3R 5
’
GAAGTCCCGTGATGACAGAAG 3
’
。4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的蝗虫治理方法，其特征在于：所述蝗虫治理方法通过人为注射Hn基因的双链RNA，有效抑制亚洲小车蝗由居留型向迁飞型转变，阻碍迁飞型群体的形成，从而有效防止亚洲小车蝗的暴发为害。5.根据权利要求4所述的一种基于Hn基因调控亚洲小车蝗聚集迁飞行为的蝗虫治理方法，其特征在于：所述蝗虫治理方法具体包括如下步骤：(1)取5μl～6μl 1000ng/μl的双链RNA于3
‑
4龄居留型蝗虫2
‑
3腹节进行注射，实验设置3个重复，每个重复20头；(2)设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：高书晶，韩海斌，郭娜，闫峰，孙彦楠，王玲玲，张国英，高海燕，杨旭兵，牛文远，
申请(专利权)人：中国农业科学院草原研究所，
类型：发明
国别省市：