[发明专利]一种苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白质基因及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗蝗虫的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白质基因，该基因编码的杀虫蛋白质对直翅目的东亚飞蝗等有活性毒性，基于该基因构建的工程菌制备的杀蝗剂可用于直翅目害虫如蝗虫等的防治，该基因在抗虫转基因植物中的用途。

背景技术

蝗虫(Locust)是世界性的重大农业害虫。蝗灾与水灾、旱灾常相间或伴随发生而成为人类历史上三大自然灾害。自80年代起，全球的蝗虫灾害进入频发阶段，除南极外，各大洲均有蝗灾发生，常年发生面积达4680万平方公里，有八分之一的人口常年受到蝗灾的袭扰。我国的蝗灾也随之加重，从1997年起，我国连续几年大面积爆发蝗灾，最高虫口密度可达到3000-10000头/m²。蝗虫中的东亚飞蝗(Locust migratoria manilensis)主要分布在东亚、东南亚地区，如中、日、菲、泰、越等国，在我国分布范围最广、成灾最频繁、最严重。蝗灾的频发，不仅给农业生产造成了重大损失，而且为了治理蝗灾，要花费大量的人力、物力和财力。目前，对于蝗虫的防治，仍然主要是采用飞机大面积喷洒化学农药或人工使用喷雾器喷洒化学农药，但是，这种大面积使用化学农药的防治方式在迅速有效地遏制蝗害的同时，也杀死了大量蝗虫的天敌，破坏了生态平衡，还使蝗虫产生抗药性，导致蝗灾的恶性循环，而且也严重污染了生态环境，给人类健康造成威胁。因此在化学防治的同时，加大生物方法治蝗力度，建立与生态友好、资源可持续利用的蝗虫治理体系和技术规范，已成为我国蝗虫防治工作的当务之急。

近50年来，采用微生物防治蝗虫发展较快。早在20世纪60年代末，美国开始研究和应用微生物----蝗虫微孢子虫防治蝗虫，到20世纪80年代初期，该项生物防治技术被列入美国防治蝗虫的计划，蝗虫微孢子虫是世界上第一个注册的防治蝗虫的生物制剂，也是世界广泛应用的治蝗生物制剂。美国注册了白僵菌用于防治蝗虫的制剂，英国和澳大利亚分别注册绿僵菌制剂，并在很多国家进行田间试验。除此之外，印度、美国成功地开发出了植物源杀虫剂-印楝素。我国是较早开展生物治蝗的国家，在明清时期就有采用养鸡、养鸭防治蝗虫的实例，而且至今仍在一些地方应用。有关蝗虫天敌的记录，可以追溯到东晋时期，距今有1700多年。然而，直到20世纪80年中期，我国才真正开展蝗虫生物防治的研究和应用。中国农业大学首先从美国引入了蝗虫微孢子虫，经过近10年的努力，在深入研究了微孢子虫致病机理、疾病传播途径和流行规律的基础上，成功地研制出了人工大量繁殖蝗虫微孢子虫的技术、防治草原蝗虫和东亚飞蝗的田间应用技术及其配套技术体系，累计示范应用1000多万亩次，取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益，该项技术在国际上处于领先水平。中国农业科学院、重庆大学等单位开发研究了绿僵菌(Metarrhizium anisopliae)制剂，经过多年室内实验后，近年来也较为广泛地开展了田间试验示范。这些微生物制剂，均可以采用喷雾或喷粉的方法施用。同时，国内也有几个厂家在生产印楝素、苦参碱等生物制剂。