[发明专利]具有鳞翅目活性的新的苏云金芽孢杆菌基因

说明书

发明领域

本发明涉及从新的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)基因获得的天然存在的核酸和重组核酸，所述基因编码以抗虫害杀虫活性为特征的杀虫多肽。本发明的组合物和方法使用所公开核酸及其所编码的杀虫多肽来控制植物疫害。

发明背景

虫害是世界农作物损失的主要因素。例如，粘虫进食、黑切根虫损害或欧洲玉米螟损害可以在经济上摧毁农业生产者。仅欧洲玉米螟攻击田地和甜玉米带来的虫害相关的农作物损失就已在损害和控制开销上达到每年十亿美元。

传统地，影响虫害群体的主要方法是应用广谱化学杀昆虫剂。然而，消费者与政府调节员一样越来越关心与生产和使用合成的化学杀虫剂相关的环境危害。调节员出于这种关心已禁止或限制使用一些更为危险的杀虫剂。因此，开发替代杀虫剂具有实质性利益。

使用诸如真菌、细菌或其它昆虫物种的微生物剂对农业上重要的虫害进行生物学控制，这为合成的化学杀虫剂提供了对环境友好且具有商业吸引力的替代途径。一般来讲，使用生物杀虫剂造成污染和环境危害的风险较低，并且生物杀虫剂相对于传统广谱化学杀昆虫剂的性质提供了更强的靶标特异性。此外，生物杀虫剂的生产成本通常更低，并因而提高大量品种的农作物的经济收益。

已知芽孢杆菌属的某些种的微生物具有抗广谱虫害的杀虫活性，所述虫害包括鳞翅目(Lepidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)、半翅目(Hemiptera)及其它。苏云金芽孢杆菌(Bt)和甲虫芽孢杆菌(Bacillus papilliae)属于迄今所发现的最为成功的生物控制剂。昆虫致病性还归因于幼虫芽孢杆菌(B.larvae)、缓病芽孢杆菌(B.lentimorbus)、球形芽孢杆菌(B.sphaericus)(Harwook，ed.，((1989)Bacillus(芽孢杆菌)(Plenum Press)，306)和蜡状芽孢杆菌(B.cereus)(WO 96/10083)菌株。虽然也已从营养生长期的芽孢杆菌分离出杀虫蛋白，但是杀虫活性看上去集中在伴孢晶体蛋白包涵体上。已分离并表征编码这些杀虫蛋白的数种基因(参见，例如，美国专利第5,366,892号和第5,840,868号)。

微生物杀昆虫剂，特别是获自芽孢杆菌菌株的那些，作为化学疫害控制的替代品在农业上起重要作用。近来，农业科研工作者通过基因工程改造农作物植物来产生来自芽孢杆菌的杀虫蛋白，已开发出具有增强的昆虫抗性的农作物植物。例如，玉米和棉花植物已被基因工程化以产生分离自Bt菌株的杀虫蛋白(参见，例如，Aronson(2002)CellMol.Life Sci.59(3)：417-425；Schnepf et al.(1998)Microbiol Mol Biol Rev.62(3)：775-806)。这些基因工程农作物现在广泛用于美国农业，并且向农民提供了传统昆虫控制方法的环境友好替代品。此外，已向美国农民销售经基因工程改造而包含杀虫的Cry毒素的马铃薯。这些基因工程改造的抗昆虫的农作物植物已被证明在商业上非常成功，但是它们仅提供对小范围的商业上重要虫害的抗性。

因此，仍需要具有更广泛的抗虫害杀昆虫活性的新的Bt毒素，例如对鳞翅目中更多品种的昆虫具有活性的毒素。此外，仍需要具有抗更多虫害活性的生物杀虫剂和具有改良杀昆虫活性的生物杀虫剂。

发明概述

本发明提供影响虫害的组合物和方法。更具体地，本发明的实施方式涉及影响昆虫的方法，所述方法利用编码杀昆虫肽的核苷酸序列，从而产生表达实施方式中的杀昆虫多肽的转化的微生物和植物。这些害虫包括农业上重要的害虫，诸如，例如，欧洲玉米螟(欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis Hübner))和棉铃虫(谷实夜蛾(Heliothis zea))。在一些实施方式中，该核苷酸序列编码对属于鳞翅目的至少一种昆虫具有杀虫性的多肽。

实施方式提供核酸及其片段和其变体，其编码具有抗虫害杀虫活性的多肽(例如，编码SEQ ID NO：2的SEQ ID NO：1)。实施方式的野生型(例如，天然存在的)核苷酸序列编码新的杀昆虫肽，所述核苷酸序列获得自Bt。实施方式还提供所公开的编码生物学活性(例如，杀昆虫)多肽的核苷酸序列的片段及变体。