[发明专利]一种生物农药和昆虫防治方法

说明书

原申请日：2010-3-5

原申请号：201010122016.1

原申请发明名称：一种生物农药和昆虫防治方法

技术领域

本发明涉及化学合成及修饰的小分子干扰RNA领域，具体地，是涉及一种生物农药和昆虫防治方法。

背景技术

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指外源或内源的双链RNA(dsRNA)特异性地引起基因表达沉默的现象，它是进化上高度保守且在生物界普遍存在的一种基因调控机制。1998年在线虫Caenorhabditis elegans中首次发现了这种现象，随后在真菌、植物、昆虫和动物中也发现了这种现象。RNAi的作用机制是：体外导入的或内源性转录生成的长链dsRNA被Dicer家族RNase-III切割成21-25nt（碱基）的siRNA，siRNA进一步与Argonaute蛋白结合形成RISC（RNA-induced silencing complex），最后由RISC介导siRNA反义链与靶mRNA分子互补结合引起同源靶mRNA分子的特异性降解。近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首。以特异性剔除或关闭昆虫特定基因的表达为基本思路，探索害虫防治的新策略，有望成了新型生物农药创制的热门技术。

线虫在摄入或局部注射dsRNA后，其RNAi效应能传遍整个有机体甚至是传递到后代，此被定义为系统性RNAi。昆虫必须具有体内传播RNAi效应的机制，才能有望实现以siRNA为主效因子的生物农药防治策略。昆虫系统性RNAi效应首次在赤拟谷盗（Triboliumcastaneum）中发现，此虫幼虫期注射Tc-ASH基因的dsRNA，在成虫期表现出缺失鬃的显型(Tomoyasu Y,Denell RE.Larval RNAi in Tribolium(Coleoptera)for analyzing adult development.Dev Genes Evol.2004,214:575-578)，并且此昆虫Distalless等基因的RNAi效应会从亲代传递至子代(Bucher G.Parental RNAi in Tribolium(Coleoptera).Curr Biol,2002,12:R85-R86)。目前，系统性RNAi效应已存在如下昆虫中得已验证：双翅目昆虫采采蝇；鞘翅目昆虫赤拟谷盗；膜翅目昆虫蜜蜂；直翅目昆虫蝗虫；蜚蠊目昆虫德国小蠊；鳞翅目昆虫斜纹夜蛾、小菜蛾、甜菜夜蛾、浅棕苹果蛾；半翅目昆虫豌豆蚜。系统性RNAi效应在昆虫中的广泛性，表明siRNA在害虫防治方面具有广泛的应用潜力。

鳞翅目（Lepidoptera）昆虫纲中第二大目。完全变态。幼虫一般称为毛虫，亦称“蛅蟖”。蛹为被蛹。成虫称蛾或蝶，其翅和体上密被鳞片，故名。具吸收口器，形成长形而能卷起的喙；复眼大；触角变化多，呈丝状、羽状或栉状等。全世界已知有十四万种左右，我国已有记载的约两万种。大多数种类与国民经济有重大关系，如螟虫、粘虫、松毛虫和菜粉蝶、小菜蛾等，为农林植物的重要害虫；家蚕、柞蚕和蓖麻蚕等，是著名的资源昆虫。

据最近几年的相关报道，昆虫通过饲喂表达dsRNA的植物或菌株，能有效的阻断昆虫目标基因的表达。毛颖波等（2007）通过转基因手段，让植物自身产生P450基因的dsRNA。然后，将植物喂食棉铃虫（Helicoverpa armigera）。dsRNA从食道进入细胞，抑制棉铃虫体内P450基因的表达，致使棉铃虫对棉子酚的抗性降低。最后，对棉铃虫造成致命的影响。玉米根萤叶甲（Diabrotica virgifera virgifera Leconte）饲喂含有V-ATPase A等基因的dsRNA植物饲料，幼虫出现滞育或死亡，显著降低了此虫对玉米根部的危害。田宏刚等（2009）利用具有双T7启动子的载体L4440和RNase III缺失的HT115(DE3)菌株，构建了诱导表达能产生seCHSA基因dsRNA的工程菌株，饲喂甜菜夜蛾，导致个别虫体出现畸形或死亡。