[发明专利]褐飞虱Carbonic Anhydrase(CA)基因片段及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域。具体涉及褐飞虱CA基因片段及其dsRNA和dsRNA致死褐飞虱中的应用。

背景技术

褐飞虱()Brown planthopper(BPH)属半翅目(Hemiptera)，飞虱科(Delphacidae)。寡食性害虫，自然条件下只能在水稻(Oryza sativa L.)和普通野生稻上完成正常发育和生活周期(Sogawa 1982；巫国瑞等，1987)。是我国水稻作物上的重要害虫，褐飞虱属寡食性害虫，通过以下几种途径对水稻造成严重的危害：1.直接刺吸危害，成、若虫均以刺吸式口器刺吸水稻组织汁液，吸取植株养分，影响水稻的正常生长，使植物生长缓慢、产量下降。稻株受害严重时甚至倒伏瘫痪，俗称“冒穿”。2.褐飞虱产卵时产卵器刺伤稻株的茎杆组织，形成大量伤口，使水分散发，同时破坏了水稻植株的输导组织，加速水稻倒伏。产卵后孵化出的后代继续危害水稻植株，加重了水稻受害程度；3.褐飞虱还是传播水稻齿叶矮缩病和草状丛矮病的虫媒。通过取食产卵时造成的伤口传播，利于水稻纹枯病、小球菌核病的侵染；取食危害时排泄的“蜜露”含有丰富的各类糖类、氨基酸等组分，利于霉菌的滋生。(程遐年等，2003；Wei et al.2009)。20世纪90年代以来，褐飞虱在我国的发生和危害十分频繁和严重。1991年我国褐飞虱危害面积达到2320万hm²，损失稻谷高达166万吨(程遐年等，2003)；2005年爆发猖獗，仅长江中下游地区发生面积达777.8万hm²，损失稻谷约15亿kg(傅强，张志涛2006)。在我国，褐飞虱每年危害直接造成稻谷损失为10～15亿kg(李汝铎等，1996)。目前褐飞虱的防治仍以化学防治为主，化学农药的大量使用导致其对多种农药产生抗性及交互抗性，同时带来了如：生态系统的破坏、自然环境的污染、农药残留等问题。褐飞虱的防治迫切需要更加可靠、有效的新防治途径。

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指外源或内源的双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)特异性地引起基因表达沉默的现象。之前研究者已经通过体外注射、人工饲喂及转基因植物等方法进行褐飞虱的相关基因功 能的验证及致死基因的筛选(Wu et al.2012；Chen et al.2010；Zha et al.2011)。植物介导的RNAi技术已成为农作物抗虫基因工程的热点之一，通过寄主植物表达相应昆虫特异基因的dsRNA，昆虫取食植物后沉默其相应的基因从而达到控制害虫危害的目的。Baum等利用转基因玉米表达ATPase A基因的dsRNA对鞘翅目害虫玉米根萤叶甲进行RNAi研究，取得了良好的防治效果(Baum et al.2007)。Mao等利用可表达基因P450(CYP6AE14)dsRNA的转基因棉花对鳞翅目害虫棉铃虫的目的基因进行干扰，棉铃虫体内靶标基因转录水平显著降低，生长受到抑制(Mao et al.2007)。Zha等利用转基因水稻对褐飞虱中肠基因NLHT1(hexose transporter gene)、Nlcar(carboxypeptidase gene)及Nltry(trypsin-like serine protease gene)进行RNAi研究，褐飞虱取食转基因水稻2天后其靶标基因转录水平均显著降低，在取食4天后其靶标基因转录水平分别降低59.3％、43.3％、73.3％(Zha et al.2011)。上述研究表明，利用RNAi技术发展转基因水稻进行褐飞虱防治成为可能。尽管利用这些转基因水稻品系,可以在一定程度上降低相关基因的转录水平，但对褐飞虱的致死效果并不明显。因此，至今为止，国内外尚没有克隆到褐飞虱的相关靶标基因，可以通过转基因水稻沉默该基因而达到控制褐飞虱的目的。

本申请所涉及的参考文献具体如下，

1、程遐年,吴进才,马飞.(2003).褐飞虱研究与防治.北京:中国农业出版社,11-137.

2、傅强，张志涛.(2006).2005年稻飞風暴发情况、成灾原因及2006年控制对策.江苏省昆虫学会通讯，(3)：13-15.

3、李汝铎，丁锦华，胡国文，等.(1996).褐飞虱及其种群管理.上海：复旦大学出版社.

4、巫国瑞,胡萃,许绍朴.(1987).稻飞虱.北京:农业出版社,11-31.