[发明专利]对鳞翅目昆虫具有活性的新苏云金杆菌基因

说明书

技术领域

本发明涉及从编码以昆虫害虫杀虫活性为特征的杀虫多肽的新苏云金杆菌基因获得的天然和重组核酸。本发明的组合物和方法利用所公开的核酸及其编码的杀虫多肽来防治植物害虫。

背景技术

昆虫是造成全世界农作物损失的主要因素。例如，行军虫取食、黑地蚕损害或者欧洲玉米螟损害可对农业生产商造成经济上的破坏。单单是欧洲玉米螟侵袭非甜质玉米和甜玉米造成的昆虫害虫相关作物损失，一年就达大约十亿美元的损害和防治费用。

传统上，影响昆虫害虫群体的主要方法是施用广谱化学杀昆虫剂。但是，消费者和政府监管者都日益关注与合成化学杀虫剂的生产和使用相关的环境危害。由于这些关注，监管者禁止或者限制了一些危害比较大的杀虫剂的使用。因此，人们对于开发另类杀虫剂有很大的兴趣。

使用微生物剂如真菌、细菌或者另一种昆虫对具有农业意义的昆虫害虫进行生物防治，提供出具有环境友好性和商业吸引力的合成化学杀虫剂替代方案。一般而言，生物杀虫剂的使用造成的污染和环境危害的风险较低，并且生物杀虫剂能提供比传统广谱化学杀昆虫剂的特征性靶标特异性更高的靶标特异性另外，生物杀虫剂的生产成本往往较低，因此能提高众多作物的经济产量。

已知芽孢杆菌属(Bacillus)微生物的某些种对于多种昆虫害虫具有杀虫活性，这些昆虫包括鳞翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目害虫以及其他害虫。苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis(Bt))和日本金龟芽孢杆菌(Bacillus papilliae)是至今为止发现的最成功的生物控制剂的代表。幼虫芽孢杆菌(B.larvae)、缓病芽孢杆菌(B.lentimorbus)、球形芽孢杆菌(B.sphaericus)的菌株（Harwook编辑，((1989)Bacillus(Plenum Press),306）和蜡状芽孢杆菌(B.cereus)的菌株(WO96/10083)也被指出具有昆虫病原性。杀虫活性似乎集中在类芽孢结晶蛋白包涵体中，不过从芽孢杆菌的营养生长期也分离到杀虫蛋白。有几种编码这些杀虫蛋白的基因已得到分离和表征（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那些从芽孢杆菌菌株获得的微生物杀昆虫剂，在农业上作为害虫化学防治的替代方案已起到重要的作用。最近，农业科学家通过对作物进行遗传工程改造以产生来自芽孢杆菌的杀虫蛋白，开发出了抗虫性增强的作物。例如，已对玉米和棉花作物进行遗传工程改造以产生从Bt的菌株分离的杀虫蛋白（参见例如Aronson，(2002)，《细胞分子生命科学》(Cell Mol.Life Sci.)，59(3):417-425；Schnepf等人(1998)，《微生物分子生物学评论》(Microbiol Mol Biol Rev.)，62(3):775-806）。这些经遗传工程改造的作物目前在美国农业中广泛应用，给农场主提供了替代传统昆虫防治方法的环境友好的方案。另外，经遗传工程改造而含有杀虫Cry毒素的马铃薯已被出售给美国农场主。虽然这些经遗传工程改造的抗昆虫作物已证明在商业上十分成功，但它们对仅仅少数经济上重要的昆虫害虫具有抗性。

因此，仍然需要对昆虫害虫具有更大范围的杀昆虫活性的新Bt毒素，例如对更多种类的鳞翅目昆虫具有活性的毒素。另外，仍然需要对多种昆虫害虫具有活性的生物杀虫剂和需要具有改进的杀昆虫活性的生物杀虫剂。

发明内容

本发明提供用于影响昆虫害虫的组合物和方法。更具体而言，本发明的实施例涉及利用编码杀昆虫肽的核苷酸序列来产生能表达本发明实施例的杀昆虫多肽的转化微生物和植物从而影响昆虫的方法。在一些实施例中，所述核苷酸序列编码对至少一种属于鳞翅目的昆虫具有杀虫作用的多肽。

本发明实施例提供编码对昆虫害虫具有杀虫活性的多肽的核酸及其片段和变体（例如SEQ ID NO:1，编码SEQ ID NO:2）。本发明实施例的获自Bt的野生型（例如天然）核苷酸序列编码一种新型杀昆虫肽。本发明实施例还提供所公开的核苷酸序列的编码生物活性（例如杀昆虫）多肽的片段和变体。

本发明实施例还提供由本发明实施例的天然或者经修饰的（例如经诱变或者经操纵的）核酸所编码的分离的杀虫（例如杀昆虫）多肽。具体举例，本发明实施例的杀虫蛋白包括从经诱变的核酸产生的全长蛋白质和多肽的片段，所述经诱变的核酸被设计用来将特定氨基酸序列引入到本发明实施例的多肽中。在具体的实施例中，所述多肽相对于衍生它们的天然多肽的杀虫活性具有增强的杀虫活性。