[发明专利]毒素基因及其使用方法在审

专利信息
申请号: 201510303590.X 申请日: 2009-06-25
公开(公告)号: CN105002189A 公开(公告)日: 2015-10-28
发明(设计)人: S·阿加瓦尔;C·坎贝尔;B·麦克纳尔蒂;K·S·桑普森;D·J·汤姆索 申请(专利权)人: 阿森尼克斯公司
主分类号: C12N15/32 分类号: C12N15/32;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/00;C07K14/325;A01P7/04;C07K16/16
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 凌立;黄革生
地址: 美国北卡*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 毒素 基因 及其 使用方法
【说明书】:

本申请是申请人于2009年6月25日提交的题为“毒素基因及其使用方法”的中国专利申请200980122563.5号的分案申请。

技术领域

本发明涉及分子生物学领域。所提供的是编码杀虫蛋白的新基因。这些蛋白质和编码它们的核酸序列用于制备杀虫制剂和用于产生转基因抗害虫植物。

背景技术

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)是革兰氏阳性的产芽孢土壤细菌,其特征在于其产生晶状包含体的能力,该晶状包含体特异性地对某些目和种的昆虫有毒,但对植物和其他非靶标生物体无害。由于此原因,包含苏云金芽孢杆菌菌株或它们的杀虫蛋白的组合物可以用作环境可接受的杀虫剂来控制农业昆虫害虫或各种人或动物疾病的昆虫媒介。

源自苏云金芽孢杆菌的晶体(Cry)蛋白质(δ-内毒素)具有主要针对鳞翅目(Lepidopteran)、双翅目(Dipteran)和鞘翅目(Coleopteran)幼虫的有效杀虫活性。这些蛋白质还已显示针对膜翅目(Hymenoptera)、同翅目(Homoptera)、虱目(Phthiraptera)、食毛目(Mallophaga)和蜱螨亚纲(Acari)害虫目,以及其他无脊椎动物目如线形动物门(Nemathelminthes)、扁形动物(Platyhelminthes)和肉鞭虫门(Sarcomastigorphora)的活性(Advanced Engineered Pesticides,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.中的Feitelson(1993)The Bacillus Thuringiensis family tree)。最初主要根据这些蛋白质的杀虫活性将它们分类为CryI至CryV。主要的种类是鳞翅目(Lepidoptera)特异的(I)、鳞翅目和双翅目(Diptera)特异的(II)、鞘翅目(Coleoptera)特异的(III)、双翅目特异的(IV)和线虫类特异的(V)和(VI)。进一步将这些蛋白质 分类进入亚家族;为各家族内更高度相关的蛋白质指定各字母如Cry1A、Cry1B、Cry1C等。各分部内还更接近地相关的蛋白质命名为如Cry1C1、Cry1C2等。

最近描述了基于氨基酸序列同源性而非昆虫靶特异性的Cry基因的新命名法(Crickmore等(1998)Microbiol.Mol.Biol.Rev.62:807-813)。在此新分类中,为各毒素指定合并了初级等级(阿拉伯数字)、二级等级(大写字母)、三级等级(小写字母)和四级等级(另一个阿拉伯数字)的唯一的名称。在此新分类中,在初级等级中已将罗马数字调换为阿拉伯数字。序列同一性低于45%的蛋白质具有不同的初级等级,二级等级和三级等级的标准分别是78%和95%。

晶体蛋白质直到被摄入并在昆虫中肠中溶解时才显示杀虫活性。昆虫消化道中的蛋白酶将摄入的前毒素水解为活性毒性分子。(和Whiteley(1989)Microbiol.Rev.53:242-255)。该毒素与靶标幼虫中肠中的顶刷状缘受体结合并插入顶膜(apical membrane)产生离子通道或管孔,导致幼虫死亡。

δ-内毒素一般具有5个保守序列域(sequence domain)和3个保守结构域(见例如de Maagd等(2001)Trends Genetics 17:193-199)。第一个保守结构域由7个α螺旋组成并涉及膜插入和管孔形成。结构域II由以希腊钥匙构型排列的3个β片层组成,而结构域III由”薄卷饼”型的2个反平行β片层组成(de Maagd等,2001,上文)。结构域II和III涉及受体识别和结合,因此认为它们是毒素特异性决定子。

基于苏云金芽孢杆菌的杀虫剂的密集使用已经在菜蛾(Plutella xylostella)田间群体中引起了抗性(Ferré和Van Rie(2002)Annu.Rev.Entomol.47:501-533)。最常见的抗性机制是毒素与其一种或多种特异性中肠受体结合的减弱。这还可以赋予对共用同一受体的其他毒素的交叉抗性(Ferré和Van Rie(2002))。

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