[发明专利]蚜虫基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用

说明书

本发明涉及一种蚜虫基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用。所述蚜虫基因的dsRNA具体为由SEQ ID No：1所示序列的核苷酸和其反向互补序列的核苷酸组成的双链RNA。所述应用为将所述dsRNA导入蚜虫，从而实现防治蚜虫、降低蚜虫存活率或抑制蚜虫SaUP基因表达。本发明采用体外饲喂dsRNA方法，利用RNAi技术沉默麦长管蚜SaUP基因，导致麦长管蚜产生致死效应。对饲喂后蚜虫SaUP基因实时荧光定量PCR研究表明，SaUP基因的表达明显受到抑制。表明蚜虫SaUP基因的序列可应用于通过植物介导的RNAi技术提高小麦抗蚜性的研究。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种蚜虫基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用。

背景技术

蚜虫是危害作物生产的主要害虫之一，近年来全球气候变暖、耕作制度变化等因素使蚜虫的繁殖能力和适应性显著增强，其危害日趋严重。据统计，2010～2011年间我国小麦、玉米、棉花、油菜、大豆等主要作物的蚜虫危害面积分别占当年种植面积的62.5%、14%、90%、32%和23%。以麦蚜为例，麦蚜以成若蚜聚集在小麦叶部、茎部、穗部等，吸食汁液造成叶片不规则皱缩、卷曲、失绿，严重时造成植株死亡。麦蚜分泌的蜜露附着在植株表面，降低植株的光合作用，并易诱发煤烟病等。同时，麦蚜还是黄矮病毒重要的传播载体，引起小麦黄矮病流行。据全国农作物病虫监测网预报，2013年我国麦蚜危害面积高达2.5亿亩，其中河南省麦蚜危害面积为5500万亩。目前，蚜虫防治以喷洒农药为主，但大量使用农药，不仅对人畜有害，而且造成了严重的环境污染。而培育抗虫作物品种是防止蚜虫为害的最有效途径之一，但由于农作物现有种质资源中缺乏有效的抗蚜基因，且抗性机制不明确，常规抗虫育种难以奏效。因此，利用转基因技术培育抗蚜新种质，对于保障我国粮食安全和环境安全具有重要意义。

植物介导的RNAi（RNA干扰）技术能特异抑制昆虫特定基因的表达，使昆虫的生长发育受阻或致死，进而有效控制害虫危害，已成为农作物抗虫基因工程研究的热点之一。RNAi现象是由dsRNA（double-stranded RNA）介导的一种序列特异性转录后基因沉默机制，dsRNA进入生物体后被宿主细胞中的Dicer酶切割成 21～23nt的siRNA（smallinterfering RNA）；siRNA在RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，反义siRNA与体内一些酶（包括内切酶、外切酶、解旋酶等）结合形成RNA诱导的沉默复合物（RNA-inducedsilencing complex，RISC），继之RISC以序列互补的方式与靶mRNA 结合并使之降解，造成靶标基因表达量下降。利用dsRNA体外饲喂或注射来筛选RNA靶标基因，导致靶标基因表达和沉默，已经广泛应用于昆虫生长发育关键基因的鉴定和功能分析。孟山都公司通过植物介导的昆虫肠道特异基因RNAi技术成功获得了抗玉米根螟的转基因玉米，有效缓解了长期应用Bt转基因玉米诱发昆虫产生抗性等问题，目前已完成生产性试验。棉铃虫肠道中特异P450基因可提高棉铃虫幼虫对棉花次生代谢物质和棉酚的耐受性，试验表明，利用表达棉铃虫P450基因dsRNA的转基因烟草和棉花叶片饲喂棉铃虫幼虫，可导致幼虫体内P450基因的表达量下降，同时幼虫发育受阻，表现出抗棉铃虫性能。近年来，RNAi技术在蚜虫防治方面也展示出很好的应用前景。在烟草和拟南芥中表达蚜虫Mphb基因或丝氨酸蛋白酶MySP基因的dsRNA均可显著降低蚜虫的繁殖率，进而减轻蚜虫危害。

鉴于蚜虫对农业生产造成的巨大损失，且农作物现有种质资源中缺乏有效的抗蚜虫基因，常规抗蚜虫育种难以奏效；挖掘和鉴定新型抗蚜基因或蚜虫dsRNA，利用转基因技术培育抗蚜新种质，对于保障我国粮食安全和环境安全具有重要的意义。

发明内容