[发明专利]嗜线虫致病杆菌GroEL基因、蛋白及其应用

说明书

 

技术领域

本发明涉及对棉铃虫（Helicoverpa armigera）高效的嗜线虫致病杆菌GroEL基因，蛋白及其应用，属于农业生物防治与生物技术范畴。

背景技术

农业虫害是导致农作物减产的重要原因之一，减少虫害的损失时增加粮食与饲料作物产量的重要途径。棉铃虫（Helicoverpa armigera）是一种常见虫害，危害非常严重且食性杂，除危害棉花外，还危害小麦、玉米、辣椒、番茄和向日葵等多种作物。棉铃虫主要危害华北棉区、菜区，华南、华西等地区也危害严重。棉铃虫是棉花的第一大害虫，常年造成棉花自然损失率在50%左右。要防治棉铃虫首先要做好虫情测报和田间调查。当百株棉花累计卵量达到防治指标后，要及时准确地采取施用药剂等措施防治。目前防治棉铃虫要采取化学防治的方法为主，结合生物防治等措施，协调使用，达到经济、安全和高效地控制病虫害的目的。

生物农药与化学农药相比，其有效成分来源，工业化生产途径，产品的杀虫防病机理和作用方式等诸多方面，有着许多本质的区别。生物农药更适合于扩大在未来有害生物综合治理策略中的应用比重。正是由于生物农药具有如，选择性强，对人畜安全、对生态环境影响小、诱发害虫流行病、产品改良的技术潜力大等诸多方面的优点，所以扶植生物农药工业无论从促进科学技术创新发展，还是从国家投入产出的经济利益方面考虑，都完全吻合今后产业生态革命的方向，无公害生物农药是人类实现可持续发展和保障食品安全生产的高新技术突破口之一，在未来全球农药产业结构中的特殊地位。

昆虫病原线虫共生菌是一类新型的具有开发潜力和应用前景的生物资源。在昆虫病原线虫共生菌复合体对昆虫的致病作用中,起主要作用的是共生菌。当线虫进入昆虫体内后,即在昆虫血腔内释放共生菌,共生菌大量繁殖并分泌杀虫物质,在短时间内使昆虫死亡。近年来,随着研究的不断深入,昆虫病原线虫共生菌杀虫蛋白表现出杀虫能力强、杀虫快速高效等诸多优点,因而从共生菌中克隆杀虫蛋白基因 用于新型生物农药的研制和转基因抗虫作物的开发。 

2001年,Morgan等从X. nematophilus PMF1296 品系的粘粒文库中筛选到一个粘粒克隆,对菜青虫(Pieris rapae)有口服毒性。该粘粒克隆所携带的杀虫蛋白基因簇包括多个开放读码框(ORFs) ,主要由3个相同方向转录的开放读码框xptA2、xptB1、xptC1和一个反方向终止开放读码框xptA1构成(Morgan JA, Sergeant M, Ellis D, et al., Appl Environ Microbiol, 2001, 67 (5) : 2062-20691)。此外，Joshi等(2008)从X. nematophilus中分离出一个编码具有几丁质结合活性的分子伴侣蛋白（GroEL），该蛋白分子量约58 kDa，对棉铃虫幼虫具有很好的毒力，LC₅₀约为3.6μg/g (Joshi MC, Sharma A, Kant S, et al., J Bio Chem. 283, 42: 28287-28296)。

由于目前商品化的转基因抗虫作物含有抗虫基因的种类相对有限，因此大面积地种植转基因作物会增加害虫抗药性上升的风险。发掘新型抗虫基因可以丰富我国特有的抗虫基因资源，为转基因作物与工程菌株提供新的基因来源，避免害虫抗药性上升的风险，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

本发明提供一种对棉铃虫等鳞翅目害虫具有高毒力的嗜线虫致病杆菌GroEL基因和杀虫蛋白，以应用于转化微生物和植物，从而克服和延缓害虫对转基因工程菌和植物的抗性的产生，有效地防治农业生产中的重要害虫。

一种编码该杀虫蛋白的基因，该基因为GroEL，其核苷酸序列如SEQ NO.1所示。

一种分离的编码杀虫蛋白的多核苷酸分子,所述的多核苷酸分子包括与下列条件之一相符合的核苷酸序列：SEQ ID NO.1 所示的核苷酸序列；包含部分SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，并且编码具有杀虫毒力蛋白质分子的核苷酸序列。

一种的杀虫蛋白, 其特征在于：该蛋白质包括氨基酸序列SEQ ID NO. 2。

其中杀虫蛋白可以为SEQ ID NO . 2氨基酸序列基本及部分相符合的氨基酸序列。