[发明专利]一种杀虫融合蛋白、编码基因及其应用

说明书

本发明公开了一种杀虫融合蛋白，所述杀虫融合蛋白包括IPD072蛋白和Vip3蛋白。本发明所设计的IPD072蛋白与一个Vip3毒素融合成的人工蛋白质分子，与原先的IPD072蛋白和Vip3蛋白相比，具有如下优点：杀虫谱广，能同时防治鳞翅目和鞘翅目中多种重要害虫(如甜菜夜蛾、粘虫、玉米根虫)，杀虫效率高达50％‑100％；有利于具有上述不同功能的蛋白和其它抗虫蛋白(如ICPs)联合使用，进一步扩大杀虫谱，延缓害虫抗性产生。

(一)技术领域

本发明涉及一种杀虫融合蛋白、该杀虫融合的编码基因，及上述融合蛋白的应用。

(二)背景技术

害虫给全球农业生产带来巨大的损失，目前害虫防治主要依靠化学农药，但是农药的使用加重了生产成本，并且农药残留对人体健康带来严重危害。因此，利用基因工程方法防治害虫具有重大经济、环境和社会价值。

获得转基因抗虫作物的关键是克隆优良杀虫蛋白质。杀虫蛋白质有很多，使用得最为广泛的是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)在产胞期间所分泌一种伴胞晶体蛋白(insecticidalcrystal proteins，ICP)，如Cry1Ab，Cry1C等，这些蛋白对鳞翅目、双翅目、鞘翅目等昆虫(比如小菜蛾、玉米螟)有很强的杀伤作用(Schnepf, E.,Crickmore,N.,Van,R.J.,Lereclus,D.,Baum,J.,Feitelson,J.,et al.1998,62(3),775-806.)，目前已被深入研究和广泛使用，玉米、大豆、土豆、棉花等转Bt基因作物已得到大规模商业化种植。苏云金芽胞杆菌在营养生长期间，还会分泌一种与ICPs 无氨基酸序列同源性、杀虫机理完全不同的蛋白，即营养期杀虫蛋白(vegetative insecticidalproteins，VIPs)，如Vip3A、Vip3B、Vip3C、Vip3D、Vip3H，对一些对ICPs 不敏感的害虫也有杀虫活性，并且不会发生交叉抗性(Estruch,J.J.,Warren,G.W., Mullins,M.A.,Nye,G.J.,Craig,J.A.,Koziel,M.G.1996,Proceedings of the National Academy ofSciences of the United States of America,93(11),5389-94.)。

Vip3蛋白作为一种新型的杀虫蛋白，对目前使用最为广泛的ICP蛋白从杀虫机制、杀虫谱到杀虫活性上都是一个很好的补充。比如，ICPs对斜纹夜蛾和粘虫的杀伤作用很弱，Vip3则对斜纹夜蛾和粘虫有非常好的防治效果。尽管如此，在转基因作物研发的实际操作中，仍然存在一些急需解决的技术性问题。例如，研究人员发现高表达单独的Vip3基因的植株生长比较迟缓，容易出现白化现象。这可能是由于转基因植物中直接表达Vip3蛋白后，该蛋白由于信号肽的分泌作用大量聚集并结合在植物细胞膜上并形成孔道，从而对细胞造成损坏，影响其生长发育。