[发明专利]大豆食心虫核糖体蛋白基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，尤其涉及一种大豆食心虫核糖体蛋白基因及其应用。

背景技术

大豆食心虫(Leguminivora glycinivorella(Mats.Obraztsov))是我国东北大豆产区发生最严重的一种虫害，主要是幼虫蛀入豆荚危害豆粒。一般年份虫食率10％～20％，重害年份30％～40％，个别年份超过50％以上。造成被害豆粒不完整或破粒，降低大豆产量和品质。黑龙江是我国大豆之乡，大豆种植面积占全国的33.2％，占东北的64％，总产量占全国的37.3％，在我国大豆生产中起着举足轻重的作用。但近年来由于气候变化和“豆麦产区”小麦种植面积逐年减少，重迎茬大豆种植比例逐渐增加，致使大豆食心虫发生加重。据黑龙江省植保站统计2009年黑龙江省大豆食心虫的发生面积为1720.5万亩；2010年大豆食心虫的发生面积为1383.7万亩。黑龙省每年大豆种植面积都在6000万亩左右，接近1/3大豆田遭受不同程度的害虫侵害，不仅使大豆田严重减产，而且降低大豆商品质量使大豆优质率只有50％-60％，严重影响其在国际市场的竞争力。为了减少害虫对大豆产量和品质的危害，以黑龙江为例，豆农每年至少使用2次化学杀虫剂对大豆食心虫和草地螟进行防治。现在使用的化学杀虫剂都是广谱性杀虫剂，不仅杀死目标昆虫，而且杀死有益昆虫，同时化学杀虫剂在自然界可以长期存在，在土壤和河流中逐渐积累，破坏土壤和河流的生态环境；化学杀虫剂还可以通过食物链进入人体，诱发致畸、致癌、严重损害人体健康。因此各种不必利用化学农药来防治大豆害虫的方法日益受到重视。转苏云金杆菌(Bacillusthuringiensis，简称Bt)抗虫基因虽为害虫防治一度带来了希望，并在抗虫棉的应用上获得了举世瞩目的成果。培育抗大豆食心虫的大豆品种的传统育种方法虽然有效，但周期长，效率低。所以，现在需要建立一种防治大豆食心虫的新方法，能够更精确、更高效的控制大大豆食心虫，加快我国抗大豆食心虫育种研究速度。

RNA干扰是利用外源导入或转录载体在体内转录的双链RNA介导受体细胞中的序列特异的同源性mRNA发生降解或翻译受阻，引发受体细胞产生转录后基因沉默，使与此相应的内源靶基因的表达被阻抑，从而得到类似于“基因敲除”的基因阻抑效果。显微注射法是RNAi研究中最广泛使用的dsRNA导入方法，该方法在蟋蟀G.bimaculatus、拟谷盗Tribolium castaneum、家蚕Bombyx mori、甜菜液蛾S.exigua、褐飞虱Nilaparvata lugens等昆虫中均取得成功。但显微注射法dsRNA方法只能用于研究昆虫基因功能，不能采用该方法在田间对害虫进行防控。如果利用植物表达与昆虫生长关键基因匹配的dsRNA分子，当昆虫取食这类植物后，将这些dsRNA摄入体内，在昆虫体内发生RNA干扰现象，使关键基因的表达被明显抑制，从而达到控制害虫的目的。这就是利用RNA干扰技术防治害虫的基本过程。RNA干扰利用的是基因片段，在转录后诱导相应靶基因沉默，与常规转抗虫基因相比，RNA干扰介导的昆虫基因沉默不产生新的蛋白质，具有更高的生物安全性。由于该方法具有高效、特异、安全等特点，被认为是一种非常具有前途的控制害虫的新方法，能够更好的防治那些以农作物为食、影响农作物产量的害虫，是农作物害虫防御领域的突破。而且，目前国内外尚无利用RNA干扰防治大豆食心虫的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种编码大豆食心虫核糖体蛋白的基因，其碱基序列如SEQ ID NO：1所示。

本发明的第二个目的在于提供一种含有大豆食心虫核糖体蛋白基因的载体。

本发明的第三个目的在于提供大豆食心虫核糖体蛋白基因在提高大豆抗食心虫能力中的应用。

本发明的第四个目的在于提供一种提高大豆抗食心虫能力的方法，将大豆食心虫核糖体蛋白基因导入大豆组织或细胞，得到食心虫抗性提高的大豆，所述大豆食心虫核糖体蛋白基因的核苷酸序列如如SEQ IDNO：1所示。

所述大豆食心虫核糖体蛋白基因通过含有所述大豆食心虫核糖体蛋白基因的载体导入植物组织或细胞。

本发明的技术路线为：

1)利用分子生物学方法克隆大豆食心虫核糖体蛋白基因，命名为大豆食心虫核糖体蛋白P0基因；

2)体外合成P0基因的dsRNA，利用显微注射技术将P0基因dsRNA导入到一龄末大豆食心虫幼虫体内，结果证明：P0基因是大豆食心虫核糖体重要组成部分，在蛋白质的合成中起着重要作用，P0基因mRNA被降解后，大豆幼虫由于不能合成生长发育所需的蛋白质而大量死亡。