[发明专利]一种培育抗虫转基因玉米的方法

说明书

本发明公开了一种培育抗虫转基因玉米的方法。本发明所提供培育抗虫转基因玉米的方法，包括将抗虫基因导入目的玉米，得到表达所述抗虫基因的转基因玉米的步骤；所述转基因玉米与所述目的玉米相比，抗虫性提高；所述抗虫基因为下述a)或b)或c)的DNA分子：a)核苷酸序列如序列表中序列3所示；b)核苷酸序列如序列表中序列3的第1‑2007位所示；c)核苷酸序列与序列表中序列3或序列3的第1‑2007位至少具有98％的同一性，且编码序列9所示蛋白质。与转入优化前Cry1Ah基因的转基因玉米相比，本发明所提供的人工合成的抗虫基因的转基因玉米，其Cry1Ah蛋白的表达量明显提高；同时抗虫性也明显提高。

技术领域

本发明涉及一种培育抗虫转基因玉米的方法。

背景技术

目前在植物转基因育种中所应用的外源基因如Bt、EPSPS等，大多来自原核生物，由于原核生物基因自身的特点，如1)AT含量较高，超过60％，造成基因表达的mRNA在植物体内极易被降解；2)存在类似真核基因的内含子切点、转录终止子序列，造成转录不完整、mRNA异常剪切等；3)密码子与植物密码子存在较大差异，造成蛋白翻译效率降低；4)其结构与植物等真核生物差异显著，如不含有真核生物基因的5’-UTR序列和3’末端的polyA加尾序列，导致基因在植物体内往往表达水平较低。例如，来自于苏云金芽孢杆菌的野生型杀虫蛋白基因在植物中的表达量非常低，其表达的毒蛋白只占总蛋白的0.001％或者几乎检测不到。

玉米螟是世界性的主要玉米害虫，每年因玉米螟危害造成玉米产量损失在5％左右。我国是玉米螟的多发和重发区，20世纪70年代以来，几乎每两年就大发生一次，年损失玉米380-640万吨，相当于一个中等玉米省的产量。

由于玉米的内源抗虫性是受多基因控制的，且心叶期靶标害虫和穗期靶标害虫基因各自独立遗传，用常规育种方法培育抗螟杂交种不仅周期长，而且很难获得兼抗两个世代玉米螟的亲本。同时，玉米抗螟基因很有可能与高产性状呈负相关，20年来各国抗螟育种均未取得明显进展。

发明内容

本发明的目的是提供一种培育抗虫转基因玉米的方法。

本发明所提供的培育抗虫转基因玉米的方法包括将抗虫基因导入目的玉米，得到表达所述抗虫基因的转基因玉米的步骤；所述转基因玉米与所述目的玉米相比，抗虫性提高；所述抗虫基因是编码序列9所示蛋白质的基因。

其中，所述抗虫基因可先进行如下修饰，再导入宿主中，以达到更好的表达效果：

1)根据实际需要进行修饰和优化，以使基因高效表达；例如，可根据受体植物所偏爱的密码子，在保持抗虫蛋白的氨基酸序列不变的同时改变其密码子以符合植物偏爱性；优化过程中，最好能使优化后的编码序列中保持一定的GC含量，以最好地实现植物中导入基因的高水平表达，其中GC含量可为35％、多于45％、多于50％或多于约60％；2)修饰邻近起始甲硫氨酸的基因序列，以使翻译有效起始；例如，利用在植物中已知的有效的序列进行修饰；3)与各种植物表达的启动子连接，以利于其在植物中的表达；所述启动子可包括组成型、诱导型、时序调节、发育调节、化学调节、组织优选和组织特异性启动子；启动子的选择将随着表达时间和空间需要而变化，而且也取决于靶物种；例如组织或器官的特异性表达启动子，根据需要受体在发育的什么时期而定；尽管证明了来源于双子叶植物的许多启动子在单子叶植物中是可起作用的，反之亦然，但是理想地，选择双子叶植物启动子用于双子叶植物中的表达，单子叶植物的启动子用于单子叶植物中的表达；4)与适合的转录终止子连接，也可以提高本发明基因的表达效率；例如来源于CaMV的tml，来源于rbcS的E9；任何已知在植物中起作用的可得到的终止子都可以与本发明基因进行连接；5)引入增强子序列，如内含子序列(例如来源于Adhl和bronzel)和病毒前导序列(例如来源于TMV，MCMV和AMV)。

本发明中，所述抗虫基因具体为下述下述a)或b)或c)的DNA分子：