控制害虫的方法技术

本发明专利技术涉及一种控制大螟害虫的方法，包括：将大螟害虫与Cry1F蛋白接触。本发明专利技术通过植物体内产生能够杀死大螟的Cry1F蛋白来控制大螟害虫；与现有技术使用的农业防治方法、化学防治方法和生物防治方法相比，本发明专利技术对植物进行全生育期、全植株的保护以防治大螟害虫的侵害，且无污染、无残留，效果稳定、彻底，简单、方便、经济。

【技术实现步骤摘要】
控制害虫的方法
本专利技术涉及一种控制害虫的方法，特别是涉及一种用在植物中表达的Cry1F蛋白来控制大螟为害植物的方法。
技术介绍
大螟（Sesamiainferens）属鳞翅目夜蛾科，为杂食性害虫，除为害玉米外，还为害水稻、甘蔗、高梁等禾本科作物，广泛分布于我国中部与东南部，特别是陕西、河南以南的大部稻区。大螟幼虫蛀入作物茎内为害，可造成枯心苗或整株死亡，其蛀孔一般较大，并有大量虫粪排出茎外，以低洼地及麦套玉米地发生重，且夏玉米发生重于春玉米。玉米和高粱是中国重要的粮食作物，每年因大螟造成的粮食损失巨大，更甚者影响到当地人口的生存状况。为了防治大螟，人们通常采用的主要防治方法有：农业防治、化学防治和生物防治。农业防治是把整个农田生态系多因素的综合协调管理，调控作物、害虫、环境因素、创造一个有利于作物生长而不利于大螟发生的农田生态环境。如利用处理大螟越冬寄主、改革耕作制度、种植抗大螟品种、种植诱集田和间作等措施降低大螟的为害。因农业防治必须服从作物布局和增产的要求，应用有一定的局限性，不能作为应急措施，在大螟爆发时就显得无能为力。化学防治即农药防治，是利用化学杀虫剂来杀灭害虫，是大螟综合治理的重要组成部分，它具有快速、方便、简便和高经济效益的特点，特别是大螟大发生的情况下，是必不可少的应急措施，它可以在大螟造成为害前将其消灭。目前化学防治方法主要有颗粒剂、撒毒土、药液喷雾、封垛熏蒸秸秆垛内越冬成虫等。但化学防治也有其局限性，如使用不当往往会导致农作物发生药害、害虫产生抗药性，以及杀伤天敌、污染环境，使农田生态系统遭到破坏和农药残留对人、畜的安全构成威胁等不良后果。生物防治是利用某些有益生物或生物代谢产物来控制害虫种群数量，以达到降低或消灭害虫的目的。其特点是对人、畜安全，对环境污染少，对某些害虫可达到长期控制的目的；但是效果常不稳定，并且不论大螟发生轻重均需同样投资进行。为了解决农业防治、化学防治和生物防治在实际应用中的局限性，科学家们经过研究发现将编码杀虫蛋白的抗虫基因转入植物中，可获得一些抗虫转基因植物以防治植物虫害。Cry1F杀虫蛋白是众多杀虫蛋白中的一种，是由苏云金芽孢杆菌产生的不溶性伴孢结晶蛋白。Cry1F蛋白被昆虫摄入进入中肠，毒蛋白原毒素被溶解在昆虫中肠的碱性pH环境下。蛋白N-和C-末端被碱性蛋白酶消化，将原毒素转变成活性片段；活性片段和昆虫中肠上皮细胞膜上表面上受体结合，插入肠膜，导致细胞膜出现穿孔病灶，破坏细胞膜内外的渗透压变化及pH平衡等，扰乱昆虫的消化过程，最终导致其死亡。已证明转Cry1F基因的植株可以抵抗小地老虎等鳞翅目（Lepidoptera）害虫的侵害，然而，至今尚无关于通过产生表达Cry1F蛋白的转基因植株来控制大螟对植物为害的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制害虫的方法，首次提供了通过产生表达Cry1F蛋白的转基因植株来控制大螟对植物为害的方法，且有效克服现有技术农业防治、化学防治和生物防治等技术缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种控制大螟害虫的方法，包括将大螟害虫与Cry1F蛋白接触。优选地，所述Cry1F蛋白为Cry1Fa蛋白。进一步地，所述Cry1Fa蛋白存在于产生所述Cry1Fa蛋白的植物细胞中，所述大螟害虫通过摄食所述植物细胞与所述Cry1Fa蛋白接触。更进一步地，所述Cry1Fa蛋白存在于产生所述Cry1Fa蛋白的转基因植物中，所述大螟害虫通过摄食所述转基因植物的组织与所述Cry1Fa蛋白接触，接触后所述大螟害虫生长受到抑制并最终导致死亡，以实现对大螟为害植物的控制。所述转基因植物可以处于任意生育期。所述转基因植物的组织可以为叶片、茎秆、雄穗、雌穗、花药或花丝。所述对大螟为害植物的控制不因种植地点的改变而改变。所述对大螟为害植物的控制不因种植时间的改变而改变。所述植物可以来自玉米、水稻、高粱、麦、粟、棉花、芦苇、甘蔗、茭白、蚕豆或油菜。所述接触步骤之前的步骤为种植含有编码所述Cry1Fa蛋白的多核苷酸的植物。优选地，所述Cry1Fa蛋白的氨基酸序列具有SEQIDNO:1或SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。所述Cry1Fa蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:3或SEQIDNO:4所示的核苷酸序列。在上述技术方案的基础上，所述植物还可以产生至少一种不同于所述Cry1Fa蛋白的第二种核苷酸。进一步地，所述第二种核苷酸可以编码Cry类杀虫蛋白质、Vip类杀虫蛋白质、蛋白酶抑制剂、凝集素、α-淀粉酶或过氧化物酶。优选地，所述第二种核苷酸可以编码Cry1Ab蛋白、Cry1Ac蛋白、Cry1Ba蛋白或Vip3A蛋白。更进一步地，所述第二种核苷酸包括SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的核苷酸序列。可选择地，所述第二种核苷酸为抑制目标昆虫害虫中重要基因的dsRNA。在本专利技术中，Cry1F蛋白在一种转基因植物中的表达可以伴随着一个或多个Cry类杀虫蛋白质和/或Vip类杀虫蛋白质的表达。这种超过一种的杀虫毒素在同一株转基因植物中共同表达可以通过遗传工程使植物包含并表达所需的基因来实现。另外，一种植物（第1亲本）可以通过遗传工程操作表达Cry1F蛋白质，第二种植物（第2亲本）可以通过遗传工程操作表达Cry类杀虫蛋白质和/或Vip类杀虫蛋白质。通过第1亲本和第2亲本杂交获得表达引入第1亲本和第2亲本的所有基因的后代植物。RNA干扰（RNAinterference，RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-strandedRNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。因此在本专利技术中可以使用RNAi技术特异性剔除或关闭目标昆虫害虫中特定基因的表达。大螟（Sesamiainferens）与小地老虎（AgrotisypsilonRottemberg）同属鳞翅目夜蛾科，为杂食性害虫，但明显嗜好禾本科，最常为害玉米、水稻、高粱、甘蔗等。尽管如此，大螟与小地老虎在生物学上是清晰的、截然不同的两个物种，至少存在以下主要区别：1、分布区域不同。大螟广泛分布于我国中部与东南部，特别是陕西、河南以南的大部稻区及西南玉米产区；除中国外，大螟在东南亚种植水稻、玉米及甘蔗的国家也有分布，包括越南、老挝、印度等。而小地老虎是世界性的害虫，在我国各地也均有分布，尤以雨量丰富、气候湿润的长江流域和东南沿海发生量大，东北地区多发生在东部和南部湿润地区。2、为害习性不同。大螟属钻蛀性害虫，幼虫蛀入作物茎内为害，可造成枯心苗或整株死亡，其蛀孔一般较大，并有大量虫粪排出茎外，多夹在叶鞘和茎秆之间，受害后的叶片、叶鞘部都变为黄色；刚孵化出的幼虫，不分散，群集叶鞘内侧，蛀食叶鞘和幼茎；幼虫3龄以后，分散迁害邻株，可转害5-6株不等，此时是大螟的严重为害期，早春10℃以上的温度来得早，则大螟发生早；靠近村庄的低洼地及麦套玉米地发生重；春玉米发生偏轻，夏玉米发生较重。而小地老虎属地下害虫，1-2龄幼虫昼夜均可群集于幼苗顶心嫩叶处取食为害；3龄后分散，幼虫行动敏捷、有假死习性、对光线极为敏感、受到惊扰即卷缩成团，白天潜伏于表土的干湿层之间，夜晚出土从地面将幼苗植株咬断拖入土穴、或咬食未出土的种子，幼苗主茎硬化后改食嫩叶和叶片及生长点，食物不足或寻找越冬场所时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制大螟害虫的方法，其特征在于，包括将大螟害虫与Cry1F蛋白接触。

【技术特征摘要】
1.一种控制大螟害虫的方法，其特征在于，包括将大螟害虫与Cry1F蛋白接触。2.根据权利要求1所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述Cry1F蛋白为Cry1Fa蛋白。3.根据权利要求2所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述Cry1Fa蛋白存在于产生所述Cry1Fa蛋白的植物细胞中，所述大螟害虫通过摄食所述植物细胞与所述Cry1Fa蛋白接触。4.根据权利要求3所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述Cry1Fa蛋白存在于产生所述Cry1Fa蛋白的转基因植物中，所述大螟害虫通过摄食所述转基因植物的组织与所述Cry1Fa蛋白接触，接触后所述大螟害虫生长受到抑制并最终导致死亡，以实现对大螟危害植物的控制。5.根据权利要求4所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述转基因植物可以处于任意生育期。6.根据权利要求4所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述转基因植物的组织为叶片、茎秆、雄穗、雌穗、花药或花丝。7.根据权利要求4所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述对大螟危害植物的控制不因种植地点的改变而改变。8.根据权利要求4所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述对大螟危害植物的控制不因种植时间的改变而改变。9.根据权利要求3至8任一项所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述植物来自玉米、水稻、高粱、麦、粟、棉花、芦苇、甘蔗、茭白、蚕豆或油菜。10.根据权利要求9所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述接触步骤之前的步骤为种植含有编码所述Cry1Fa蛋白的多核苷酸的植物。11.根据权利要求10所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述Cry1Fa蛋白的氨基酸序列具有SEQIDNO:1或SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。12.根据权利要求11所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述Cry1Fa蛋白的核苷酸序列具有SEQIDNO:3或SEQIDNO:4所示的核苷酸序列。13.根据权利要求12所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述植物还可以产生至少一种不同于所述Cry1Fa蛋白的第二种核苷酸。14.根据权利要求13所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry类杀虫蛋白质、Vip类杀虫蛋白质、蛋白酶抑制剂、凝集素、α-淀粉酶或过氧化物酶。15.根据权利要求14所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry1Ab蛋白、Cry1Ac蛋白、Cry1Ba蛋白或Vip3A蛋白。16.根据权利要求15所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸包括SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的核苷酸序列。17.根据权利要求13所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸为抑制目标昆虫害虫中重要基因的dsRNA。18.根据权利要求11所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述植物还可以产生至少一种不同于所述Cry1Fa蛋白的第二种核苷酸。19.根据权利要求18所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry类杀虫蛋白质、Vip类杀虫蛋白质、蛋白酶抑制剂、凝集素、α-淀粉酶或过氧化物酶。20.根据权利要求19所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry1Ab蛋白、Cry1Ac蛋白、Cry1Ba蛋白或Vip3A蛋白。21.根据权利要求20所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸包括SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的核苷酸序列。22.根据权利要求18所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸为抑制目标昆虫害虫中重要基因的dsRNA。23.根据权利要求10所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述植物还可以产生至少一种不同于所述Cry1Fa蛋白的第二种核苷酸。24.根据权利要求23所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry类杀虫蛋白质、Vip类杀虫蛋白质、蛋白酶抑制剂、凝集素、α-淀粉酶或过氧化物酶。25.根据权利要求24所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry1Ab蛋白、Cry1Ac蛋白、Cry1Ba蛋白或Vip3A蛋白。26.根据权利要求25所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸包括SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的核苷酸序列。27.根据权利要求23所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸为抑制目标昆虫害虫中重要基因的dsRNA。28.根据权利要求9所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述植物还可以产生至少一种不同于所述Cry1Fa蛋白的第二种核苷酸。29.根据权利要求28所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry类杀虫蛋白质、Vip类杀虫蛋白质、蛋白酶抑制剂、凝集素、α-淀粉酶或过氧化物酶。30.根据权利要求29所述的控制大螟害虫的方法，其特征在于，所述第二种核苷酸编码Cry1Ab蛋白、Cry1Ac蛋白、Cry1Ba蛋白或Vip3A蛋白。31.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩超，庞洁，康越景，刘海利，张云珠，张成伟，许春苹，魏玫，黄金存，田康乐，王乾钦，
申请(专利权)人：北京大北农科技集团股份有限公司，北京大北农科技集团股份有限公司生物技术中心，
类型：发明
国别省市：