[发明专利]对鳞翅目害虫高毒力杀虫基因cry2Ah-like及应用有效

专利信息
申请号: 201310150965.4 申请日: 2013-04-27
公开(公告)号: CN103204912A 公开(公告)日: 2013-07-17
发明(设计)人: 束长龙;张杰;耿丽丽;宋福平;彭琦;黄大昉 申请(专利权)人: 中国农业科学院植物保护研究所
主分类号: C07K14/325 分类号: C07K14/325;C12N15/32;C12N15/63;A01N47/44;A01P7/04;C12N15/70;C12N1/21;A01H5/00;C12R1/07
代理公司: 北京兆君联合知识产权代理事务所(普通合伙) 11333 代理人: 胡敬红
地址: 100193 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 鳞翅目 害虫 毒力 杀虫 基因 cry2ah like 应用
【说明书】:

技术领域

发明涉及生物技术领域,特别是涉及苏云金芽孢杆菌对鳞翅目害虫高毒力的新的杀虫基因cry2Ah-like,cry2Ah-likesp,cry2Ah-likevp及其应用。

背景技术

虫害是造成农作物减产的重要原因之一,减少虫害的损失是增加粮食与饲料作物产量的重要途径。据统计全球粮食与饲料作物总产量每年因虫害造成的损失达14%,直接给农业生产造成的经济损失高达数千亿美元。我国每年因虫害造成的损失水稻减产10%、小麦减产20%、棉花减产30%以上。采用喷施化学农药和生物杀虫剂等防治手段固然可以减轻害虫对农作物的为害,但化学农药造成环境污染,生物杀虫剂成本较高。长期以来,大量喷施化学杀虫剂,不仅会增强害虫的抗药性,使益虫及其它生态区系遭受破坏,而且严重污染环境,提高生产成本,破坏生态平衡。因此,减少杀虫剂使用量,发展现代植物保护技术,已成为可持续发展农业中必须正视的课题之一。

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是一种分布广泛的革兰氏阳性细菌,是一种对害虫毒力强且对天敌无毒性的昆虫病原微生物,对高等动物和人无毒性。它是目前研究最为深入、使用最为广泛的微生物杀虫剂,对16个目3000多种害虫有活性。Bt在芽孢形成期可形成杀虫晶体蛋白(Insecticidal CrystalProteins,ICPs),也称δ-内毒素(delta-endotoxin)[Bravo.A.,GillS.S.,Soberón M.Bacillus thuringiensisMechanisms and Use.Comprehensive Molecular InsectScience Elsevier,2005,175~206.],它的形状、结构和大小均与其毒力有着密切关系。苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白因其杀虫效果好、对人畜无害[De Maagd R.A.,Bravo A.,Crickmore N.How Bacillus thuringiensis has evolved specific toxins to col onize the insect world.Trends Genet,2001,17:193~199.],不污染环境,因而Bt在害虫的生物防治中得到了最广泛的应用。

1996年全世界第一例转基因抗虫植物在美国获准应用,它使用的基因来自Bt cry1Ac。在接下来的几年里,转cry1Ab基因的抗虫玉米,转cry3Aa基因的抗虫土豆等相距问世。在中国,自1998年开始正式推广含有cry1Ac/cry1A基因的抗虫棉以来,已经被普遍种植。在转基因作物商业化的第一个12年(1996-2007)中,由于能得到持续稳定的收益,农民种植转基因作物量逐年增加。2009年有25个国家的1400万小农户和大农场主种植了1.34亿公顷(3.3亿英亩)的转基因作物,比2008年增长了7%,即900万公顷(2200万英亩),达到历史最高点;相应的“性状或实际面积”增长了8%,即相比2008年的1.66亿公顷,增长了1400万公顷,达到2009年的1.8亿公顷。1996年至2009年间转基因作物种植面积空前地增长了80倍,使转基因成为农业近代史上利用最快的作物技术。

由于目前商品化的转基因抗虫作物的抗虫基因种类比较单一,如此大面积推广种植存在害虫避难所减少与害虫抗药性上升的风险。因此需要不断分离高毒力的或者新的基因组合来避免害虫抗药性上升的风险。

因此,筛选分离克隆新的、高毒力的Bt杀虫基因,可以丰富杀虫基因资源,为转基因作物与工程菌株提供新的基因来源,提高Bt转基因产品的抗虫效果,并且可以降低害虫对Bt毒蛋白的抗性风险,避免新的生态灾难降临,具有重要的经济、社会和生态效益。

发明内容

本发明提供一种新的对玉米螟、棉铃虫等鳞翅目害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌晶体杀虫蛋白基因序列,以应用于转化微生物,使之表现出对相关害虫的毒性,并克服、延缓害虫对工程菌的抗药性产生。

对鳞翅目害虫高毒力杀虫蛋白Cry2Ah-like,Cry2Ah-likesp,Cry2Ah-likevp,其蛋白序列分别如SEQ ID NO1、SEQ ID NO2、SEQ ID NO3所示。

编码上述蛋白的杀虫基因,名称为cry2Ah-like,cry2Ah-likesp,cry2Ah-likevp,其基因序列分别如SEQ ID NO4、SEQ ID NO5、SEQ ID NO6所示。

含有上述基因的载体。

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