[发明专利]水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1及其编码产物与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别地，涉及一种水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1及其编码产物与应用。

背景技术

随着全球人口的增加和耕地面积的减少，人们对粮食单产的要求越来越高。虫害造成的粮食损失一般约占粮食总产量的10-30％，重灾年份则颗粒无收，因此如何减少虫害以增加粮食总产量，是人们面临的迫切问题。仅仅依赖化学农药无法解决，据文献报道水稻螟虫对几乎所有现在使用的杀虫剂都产生了或多或少的抗药性；现在研究和开发一款新杀虫剂的费用越来越高，周期也越来越长，并且每一个新的杀虫剂投入使用几年后都会面临抗药性产生的问题。培育抗性品种是减少害虫危害的一个重要措施，是我国农业病虫害综合防治的重要组成部分，是减少化学农药施用、减少环境污染、保证粮食生产安全的重要保障之一。

水稻螟虫和纵卷叶螟是水稻的重要害虫，稻纵卷叶螟幼虫取食水稻嫩叶和剑叶，水稻分蘖期、孕穗期受害时，大大影响水稻光合作用，使生长受阻；抽穗期剑叶受害对产量更有直接的影响，造成千粒重降低，秕谷率大幅增加，一般使水稻减产10-15％，重者可达50％。二化螟幼虫钻入叶鞘内部为害，随后转入茎秆，导致水稻枯鞘、枯心、白穗等症状，导致10-30％的减产。由于耕作制度的改变，免耕技术、机械收割等实施有利于水稻害虫越冬，以及滥用农药和单一用药导致害虫的抗药性十分突出，导致从上世纪末以来连年大爆发，危害造成的损失不断加重，而且呈现北上之势。据全国农技中心调查，二化螟在江淮、长江流域、江南大部稻区连续大发生，华南北部、华北和东北稻区发生危害明显上升；从全国范围看，二化螟发生比上世纪90年代初上升了43％，受灾严重地区(如湖南、江西等部分地区)达到5-10倍；二化螟导致的水稻损失率比90年代初上升了2-3倍，已对我国水稻安全生产构成了严重威胁。

有关水稻对纵卷叶螟和螟虫的抗性研究已经进行了数十年，虽然国际水稻研究所通过杂交获得了几个抗螟虫的水稻品系。但是，至今为止在对水稻抗纵卷叶螟和螟虫的分子生物学机理未取得突破，尚未有抗性基因被分离和鉴定。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1及其编码产物与应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1，它具有SEQ ID No.1的DNA序列。

一种上述水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1的编码蛋白，它包含SEQ IDNo.2的氨基酸序列的蛋白质，或者是将SEQ ID No.2的氨基酸残基序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或者添加且具有与SEQ ID No.2的氨基酸残基序列相同活性的由SEQ ID No.2衍生的蛋白质。

上述水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1在转基因植物中和作物育种中的应用。

本发明的有益效果是，本发明利用抑制消减杂交mRNA技术SSH方法和基因芯片技术分析了水稻在害虫为害后的差异表达基因，结合RT-PCR和RACE技术分离获得了水稻源抗螟虫和纵卷叶螟基因RLEP1；以RLEP1基因片段合成同位素探针，应用Northern杂交方法分析了RLEP1基因分别在水稻螟虫和纵卷叶螟取食为害后的表达情况；通过将RLEP1蛋白与绿色荧光蛋白GFP融合结合激光共聚焦技术对RLEP1基因编码蛋白进行了亚细胞定位，发现RLEP1蛋白在叶绿体内发挥蛋白生化功能。利用基因沉默和过量表达技术研究了RLEP1基因的生物学功能，发现RLEP1基因是水稻抗螟虫和纵卷叶螟的重要抗虫基因。该基因的分离与克隆，对于作物的抗虫育种，尤其对水稻的抗螟虫和纵卷叶螟育种将起到重要的促进作用。

附图说明

图1是RLEP1基因特异PCR扩增产物凝胶电泳图；

图2是反义抑制双元表达载体p1301-AnRLEP1基因酶切鉴定；

图3是水稻受二化螟为害后RLEP1基因基因的表达情况电泳图；

图4是RLEP1基因在水稻染色体上的定位图；

图5是RLEP1基因编码蛋白的亚细胞定位图；

图6是以RLEP1基因片段构建的反义抑制植物表达载体质粒图谱；

图7是二化螟取食对反义抑制RLEP1基因水稻与正常水稻危害程度比较；

图8是稻纵卷叶螟取食对反义抑制RLEP1基因水稻与正常水稻危害程度比较。

具体实施方式