[发明专利]利用半胱氨酸蛋白酶增强植物介导的昆虫RNA干扰

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域。具体地说，本发明涉及一种利用半胱氨酸蛋白酶增强植物介导的昆虫RNA干扰的方法。

背景技术

在农业上，虫害问题一直是影响农作物产量的一个重要因素。人们每年要投入大量的人力、物力来抑制虫害，以提高作物产量。

随着农业害虫对农药的抗性增加，以及出于保护环境和可持续性发展的考虑，迫切需要新的抗虫方法的出台。转基因抗虫植物的出现缓解了这一矛盾，为农业的发展作出了重大贡献，如转基因抗虫大豆，Bt抗虫棉等。然而，目前已陆续有研究报道，随着时间的推移，各种转基因抗虫植物的抗性正在下降，以前大规模罕见的虫害现象又开始死灰复燃。因此，迫切需要找到新的方法，开发出新型的转基因抗虫植物，以有效地和/或特异性地对抗植物的病虫害。

发明人此前开发出了一种利用RNA干扰机制、以植物作为载体来抑制昆虫生长的方法(专利申请号：200610119029.7，该专利申请全文纳入本文作为参考)。该方法将包含正向和反向昆虫基因(或片段)序列导入到植物内，在植物中表达昆虫基因的dsRNA，当昆虫在取食了转基因植物后，体内的靶基因通过RNA干扰途径被抑制，从而使害虫的生长发育受到抑制。由于可以根据某种昆虫某个特定基因的序列设计专一的dsRNA，这一技术能够有选择地抑制昆虫特定基因的表达，从而为开发更有效和更安全的转基因抗虫植物开辟了新方向(Mao等人，2007)。RNA干扰效率和有效的靶基因是这一技术得以应用的关键。

然而，仍然需要进一步改进来提高昆虫对诸如dsRNA分子的吸收，从而提高RNA干扰的作用。

发明内容

针对以上问题，本发明人经过研究发现，植物半胱氨酸蛋白酶能够增强昆虫中肠对诸如dsRNA分子、棉酚等大分子的通透性。因此，其与植物介导的昆虫RNA干扰技术相结合能显著加强植物介导的昆虫RNA干扰作用。

本发明的第一个方面提供了一种利用半胱氨酸蛋白酶增强植物介导的昆虫RNA干扰的方法，所述植物的细胞内已转入了表达昆虫基因dsRNA的构建物，所述方法包括将表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物转入所述植物的细胞、组织或器官中。

本发明提供了一种利用半胱氨酸蛋白酶增强植物介导的昆虫RNA干扰的方法，所述方法包括将表达昆虫基因dsRNA的构建物以及表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物转入植物细胞、组织或器官中，从而在植物细胞、组织或器官中表达出所述植物半胱氨酸蛋白酶以及昆虫基因的dsRNA。

优选的，所述的植食性昆虫是鳞翅目昆虫。

本发明另一方面提供了一种提高植物抗虫性的方法，所述方法包括将表达昆虫基因dsRNA的构建物以及表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物转入植物细胞、组织或器官中，从而在植物细胞、组织或器官中表达出所述植物半胱氨酸蛋白酶以及昆虫基因的dsRNA。

本发明另一方面提供了一种植物细胞，所述的植物细胞中含有表达昆虫基因dsRNA的构建物以及表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物。

本发明还有一个方面提供了含有上述植物细胞的转基因植物、其组织或其后代。

本发明另一方面提供了一种生产转基因植物的方法以及用该方法获得的转基因植物，所述转基因植物具有改善的抗虫性，该方法包括使转入了表达昆虫基因dsRNA的构建物的亲本植物与转入了表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物的亲本植物杂交，筛选并获得所述昆虫基因dsRNA和所述植物半胱氨酸蛋白酶共同表达的植物后代。

本发明另一方面提供了一种转基因植物、其组织或其后代，其含有权利要求9-11任一项所述的植物细胞。

本发明的另一方面提供了一种生产转基因植物的方法，所述转基因植物具有改善的抗虫性，该方法包括将表达昆虫基因dsRNA的构建物以及表达植物半胱氨酸蛋白酶的构建物转入植物细胞、组织或器官中，使所述植物细胞、组织或器官再生成植株。

本发明的其它优点可从下文的详细描述和实施例得知。

附图说明

图1显示了GhCP与CAB54307的序列一致性分析，结果显示GhCP与CAB54307在核苷酸和蛋白水平存在微小差异。图1A是GhCP与CAB54307在核苷酸水平上的比对(开放阅读框)。方框部分代表两者的差异部分。图1B表示GhCP与CAB54307在蛋白水平上的比对。标注有“*”代表两者的保守部分。