[发明专利]抗虫基因mCry2Ab及其应用

说明书

本发明公开了抗虫基因mCry2Ab及其应用，本发明提供了Cry2Ab蛋白、其编码基因或含有其编码基因的表达盒、重组载体、重组菌、转基因细胞系或重组菌在提高植物抗虫性中的应用；所述Cry2Ab蛋白的氨基酸序列为序列表中序列2。本发明的实验证明，本发明的抗虫基因mCry2Ab更适合在植物细胞中高效稳定的表达；将mCry2Ab导入玉米后，可以得到稳定遗传的mCry2Ab转化体，使其具备相应的抗粘虫活性，从而降低农药的使用量，以减少环境污染，具有重要的经济价值和广阔的应用前景；3)还可以将本发明mCry2Ab基因转化细菌或真菌，通过大规模发酵生产Bt蛋白，并将其制备成杀粘虫剂，用于农作物害虫的防治。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及抗虫基因mCry2Ab及其应用。

背景技术

随着人口不断增长，耕地面积日益减少，粮食安全问题日显突出，持续提高粮食产量显得的尤为迫切，而虫害是造成农业减产、品质下降的重要因素之一，所以，很早以前，人们就致力于寻找一种理想的害虫防治方法。20世纪40年代，由于化学工业的发展，人工合成了有机杀虫剂，一时间化学农药就成为了农作物有害生物防治的主要手段。但经长期大量不合理使用后，不但未彻底控制害虫的危害，反而产生了害虫抗性(Resistance)、害虫再猖獗(Resurgence)、农药残留(Residue)的3R问题，甚至污染了环境。因此，人们开始积极探索新的害虫防治方法和综合治理体系。20世纪80年代发展起来的分子生物学技术为人类有效防治农作物害虫开拓了新的途径。

1983年美国华盛顿大学宣布成功将卡那霉素抗性基因导入烟草细胞，以及同年4月美国威斯康星大学宣布成功将大豆基因转入向日葵共同标志着植物转基因技术的诞生。1986年，首批转基因植物(抗虫、抗除草剂)被批准进入田间试验。1989年哺乳动物抗体重链和轻链基因在烟草中成功表达并正确组装成有功能的抗体。随后，转基因技术开始迅猛发展，大量转基因植物陆续研制开发成功。

玉米遗传转化起步于上世纪90年代，1990年Gordon-Kamm首次报道用基因枪转化玉米悬浮细胞系获得了可育的转化体，Koziel(1993)等培育出了抗虫转基因玉米，转基因植株能高水平表达Cry1Ab抗虫基因。Ishida(1996)等首次利用超双元载体建立了根癌农杆菌转化玉米自交系的幼胚。Frame(2002)等成功实现了根癌农杆菌利用普通的双元载体转化幼胚。我国在转基因玉米研究方面，已经建立了比较成熟的玉米转基因技术体系，中国农业大学较早的开展了玉米遗传转化的工作，1994年在国内外首次用子房注射的方法把抗虫基因Bt转入玉米并获得转基因植株。同时，在无选择标记、选择标记基因删除和目标基因产物定时降解、植物组织特异性优势表达等核心技术创新方面已具有较强的创新能力。张秀君(1999)等用基因枪法将两个含高赖氨酸蛋白质基因导入玉米的胚性愈伤组织。刘大文(2000)等将Zm13-Barnase基因转化玉米胚性愈伤组织，经过除草剂筛选得到阳性植株。张艳贞(2002)等对根癌农杆菌介导法将Bt杀虫基因导入优良玉米自交系进行了较为系统的研究。Huang和Wei(2005)利用根癌农杆菌成功转化了常规玉米自交系。

截止目前，全球已有27个国家种植转基因作物，种植面积从1996年的170万公顷增加到2013年的1.75亿公顷，增加了100倍以上，使转基因作物成为现代农业史上采用最为迅速的作物技术。从农民和消费者的收益来讲，其采用率不言而喻。利用植物转基因技术培育的抗虫植物具有以下优点：(1)抗虫基因资源丰富；(2)缩短了育种时间，且可同时导入多个优良基因；(3)转基因植物只杀死靶标害虫，对其它生物无毒害或毒害作用小，目的性强；(4)在植株内部表达杀虫蛋白，不易被环境因素所破坏，同时也不污染环境。因此，转基因植物具有良好的应用前景。