[发明专利]一种人工合成的Bt抗虫基因FLIa及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于抗虫蛋白及生物安全技术领域，具体涉及一种人工合成的Bt抗虫基因FLIa及其制备方法和应用。

背景技术

苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis，简称Bt)是一种分布非常广泛的革兰氏阳性菌，属于原核生物(Procaryoticorganism)细菌纲(Bacteria)芽胞杆菌科(Bacillaceae)芽胞杆菌属(Bacillus)。

Bt在芽孢形成过程中产生一种具有高度特异性杀虫活性的伴胞结晶蛋白，称为δ-内毒素或杀虫晶体蛋白(insecticidalcrystalprotein，ICP)。在昆虫幼虫的中肠道内借助于蛋白酶的水解，原毒素转型为多肽分子，活化了的毒素可以与敏感昆虫肠上皮细胞表面的特异性受体相互作用，诱导细胞产生一些孔道，扰乱细胞的渗透平衡，并引起细胞肿胀甚至产生裂解，伴随着上述过程幼虫将停止进食就，最终导致死亡。Bt杀虫蛋白对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目等多种昆虫具有特异性的杀虫活性。

Bt杀虫晶体蛋白分为Cry类蛋白和Crt类蛋白2大类。将具有溶胞作用的Bt杀虫蛋白归到Cyt类，其余归为Cry类，相应的基因记为Cyt和Cry。彼此之间氨基酸同源性不超过45％的Bt杀虫蛋白命名为不同的第一分类等级，采用阿拉伯数字书写，如Cry1和Cry2；氨基酸同源性在45％～78％之间为第二分类等级，用大写英文字母表示，如Cry1A和Cry1B；氨基酸同源性在78％～95％之间为第三分类等级，用小写英文字母表示，如Cry1Aa和Cry1Ab；氨基酸同源性大于95％为第四分类等级，也是最终等级，用阿拉伯数字书写，如Cry1Aa1和Cry1Aa2。目前，已经报道的Bt已增至476种，其中Cry分为58群、449种，Cyt分为2群、27种。

虫害是造成作物减产、品质下降的重要因素之一，我国每年因虫害造成水稻减产10％、小麦减产20％、玉米减产10％～50％及甘蔗减产5％～20％，故减少虫害造成的损失是增加粮食作物及经济作物产量及品质的重要途径。但是，很多禾本科作物缺乏抗虫种质资源，因此，将外源抗虫基因导入禾本科作物的研究具有更重大的生产意义。

自从转Bt杀虫蛋白基因作物问世以来至上个世纪末，世界范围内相继有二十多个国家和地区开始种植转Bt基因的农作物。而近10年来随着转Bt杀虫基因农作物的不断推出和种植面积的持续上升，除欧洲之外，几乎全球所有的陆地都种植了转Bt杀虫基因农作物。据统计2009年全球的转Bt杀虫基因农作物种植总面积超过了5亿公顷，占全部转基因农作物种植面积的36％。其中2.17亿公顷种植了只含有Bt杀虫基因的转基因农作物，2.87亿公顷种植了转抗除草剂基因和Bt杀虫基因的农作物。美国是转Bt杀虫基因作物种植面积最大的国家，其次是印度、阿根廷、巴西和中国。尽管转BtCry杀虫基因作物对环境的影响在政府和公众之间存在较大的争议，但是Bt杀虫基因农作物产生的巨大生态效益却得到了广泛的认可。通过监测农药环境影响指数发现，1996-2008年种植转基因作物共减少农药使用量35.5万吨(占总农药使用量的8.4％)。仅2008年一年就减少农药使用量3.46万吨(占总农药使用量的9.6％)，在整个生态网络中农药环境影响指数降低了18.2％。

通过转基因技术，可以将抗虫基因导入玉米品种中，进而提高转基因玉米的抗虫性，降低农药的使用量，节省人力、物力及社会资源。因此，应用新的高抗昆虫蛋白、提高杀虫蛋白的表达量以及培育新型转基因抗虫玉米是解决上述问题的最有效途径之一。美国的科学家把Cry基因转入玉米和棉花中，转基因玉米和棉花在美国成功地上市，至今未发现它们对人类有任何负面影响，这种转基因作物对于环境的贡献是巨大的。在中国，也有许多科学家在致力于转Bt基因玉米的研究。中国农业大学的王国英教授研究的转Bt基因玉米已经在国内进行了环境释放。转Bt基因玉米在中国的商业推广将给玉米生产和种植者带来极大的收益。中国自2008年国家启动《转基因生物新品种培育科技重大专项》后，在转基因抗虫玉米品种培育方面虽有些报道，但却没有能够最终商业化，这主要归结于Bt基因的抗虫效果及转化植株的稳定性。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种人工合成的Bt抗虫基因FLIa及其制备方法和应用。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种人工合成的Bt抗虫基因FLIa，该基因的核苷酸序列如序列表中的SEQIDNO:1所示。