以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2基因的新用途制造技术

本发明专利技术公开一种以色列金蝎（Leiurusquinquestriatushebraeus）昆虫神经毒素LqhIT2基因的新用途，本发明专利技术将以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2用于提高植物的抗虫活性，有效地提高了植物抵御虫害的能力，可以广泛应用于农业领域。本发明专利技术还针对水稻提供了一种新的以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2核苷酸序列SEQIDNO.1，以及含有该基因的表达载体，将该基因转入水稻基因组，能够高效表达以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2，该高表达的以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2能诱导水稻产生一定水平的抗水稻稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟的保护作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因工程
，具体地说，本专利技术涉及一种含以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2基因的转基因表达载体及其在防御鳞翅目害虫稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟的应用。
技术介绍
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，而环境中的生物和非生物因素都会对水稻的产量和质量产生不利影响，尤其是虫害。稻纵卷叶螟iPnaphalocrocis medinalisGuenee)是一类杂食性鳞翅目害虫，主要以水稻叶片为食，造成水稻叶片全叶枯白，受稻纵 卷叶螟危害的叶片不能正常的进行光合作用从而导致水稻产量严重下降。二化螟(aih 是我国水稻上危害最为严重的常发性害虫之一，在分蘖期受害造成枯鞘、枯心苗，在穗期受害造成白穗，一般导致水稻产量减产3% 5%，严重时减产在3成以上。三化螟incertulas)食性单一,专食水稻，以幼虫姓莖为害，分蘖期形成枯心，孕穗至抽穗期，形成枯孕穗和白穗，以致颗粒无收。近年来，对于稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟的防治和抗虫转基因水稻的研究受到了越来越多的关注。转基因途径是控制和防治虫害的重要措施之一，目前转基因抗虫应用最多和最广泛的是苏云金芽抱杆菌(Kim EH, Suh SC, Park BS, et al. 2009. Chloroplast-targetedexpression of synthetic cryIAc in transgenic rice as an alternative strategyfor increased pest protection. Planta 230:397-405 ； Weng LXj Deng HHj Xu JLj etal. 2010. Transgenic sugarcane plants expressing high levels of modified crylAcprovide effective control against stem borers in field trials. Transgenic Res10:1007-1020)。尽管目前Bt转基因作物能够有效的抵御虫害的取食，但由于广泛的使用，昆虫的不断繁殖和变异，已经导致部分昆虫对Bt蛋白具有抗性(Tang JD, Gilboa S，Roush RTj Shelton AM. 1997.1nheritance, stability and lack of fitness costsof field-selected resistance to Bacillus thuringiensis in diamondback moth(Lepidoptera: Putellidae) from Florida. J Econ Entomol 90:732-741. ) 因此，寻找新型的抗虫候选基因仍是当今抗虫防治研究的重点之一和当务之急。蝎广泛分布于除寒带以外的世界各地区，目前在我国已有记载的有15种。蝎捕食和防卫时靠蝎尾节末端毒腺分泌的蝎毒麻痹或毒死猎物。蝎毒是一组约含30 80个氨基酸的蛋白质，它们具有神经毒性，是蝎子进行捕食和自卫的重要工具。迄今为止，已有上百种昆虫特异性的神经毒素被相继分离鉴定。根据它们的选择性毒性，可分为昆虫毒素、甲壳动物毒素和哺乳动物毒素。根据它们的大小和作用位点的不同，又分为短链毒素和长链毒素。蝎昆虫毒素对昆虫的高毒性、特异性已有文献报道(Trung NP, Fitches E,Gatehouse JA. 2006. A fusion protein containing a lepidopteran-specific toxinfrom the South Indian red scorpion (Mesobuthus tamulus) and snowdrop lectinshows oral toxicity to target insects. Omonrice 14:28—43; Wang CS， Leger SRJ.2007. A scorpion neurotoxin increases the potency of a fungal insecticide.Nature Biotechnol 25:1455-1456 ;Weng LXj Deng HHj Xu JL et al. 2010. Transgenicsugarcane plants expressing high levels of modified cryIAc provide effectivecontrol against stem borers in field trials. Transgenic Res 10:1007-1020·)。到目前为止，还没有出现关于含色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2作为抗虫基因应用于植物害虫防治的研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2及其编码基因的新用途。 本专利技术的第二个目的在于提供一种适合于水稻中表达的并具有抗虫活性的以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2编码基因。本专利技术的第三个目的在于提供含有上述基因的表达载体及宿主细胞。本专利技术的目的还在于提供含有上述抗虫基因的转基因水稻的制备方法。本专利技术研究发现以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2能够在植物中表达，并能产生抗虫活性。据此，本专利技术首先提供以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2或其编码基因在提高植物抗虫性中的应用。所述植物包括但不限于水稻，所述虫为鳞翅目害虫。为更适合在水稻中表达，本专利技术还进一步对编码LqhIT2的基因进行了优化，优化后的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本专利技术还提供含有上述基因的表达载体,优选该表达载体为植物双元表达载体；更优选的，所述表达载体的出发载体为植物双元表达载体PCAMBIA1301。上述表达载体中的启动子优选为植物自身启动子，对于水稻而言，更优选的启动子是水稻绿色组织特异性启动子rbcS promoter ο本专利技术还包括含有上述表达载体的宿主细胞，包括但不限于大肠杆菌宿主细胞、农杆菌宿主细胞等等。本专利技术还提供制备包含以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2基因的转基因水稻的方法，其包括以下步骤 A、根据水稻密码子偏爱性，人工合成以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2基因核苷酸序列，通过PCR扩增得到序列为SEQ ID NO.1所示的全长序列； B、酶切步骤A得到的序列和植物双元表达载体pCAMBIA1301，构建转基因植物双元表达载体； C、将步骤B中得到的转基因植物双元表达载体转化入农杆菌宿主细胞； D、培养包含转基因植物双元表达载体的农杆菌宿主细胞，并在合适条件下，侵染水稻愈伤； E、筛选阳性愈伤并获得含有色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2基因的转基因水稻植株。本专利技术的优点和效果本专利技术将以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2用于提高植物的抗虫活性，有效地提高了植物抵御虫害的能力，可以广泛应用于农业领域。本专利技术针对水稻提供了一种新的以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2核苷酸序列，可用于转基因水稻植株在预防和抵御鳞翅目害虫中的应用。本专利技术含以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhI本文档来自技高网...

【技术保护点】
以色列金蝎昆虫神经毒素多肽LqhIT2或其编码基因在提高植物抗虫性中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍清，曹志贱，田裴秀子，朱英国，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：