[发明专利]水稻萜烯合成酶TPS46基因在防治大螟方面的应用

说明书

本发明公开了水稻萜烯合成酶TPS46基因在防治大螟方面的应用。本发明还包括一种大螟引诱剂，所述大螟引诱剂包含所述的水稻萜烯合成酶TPS46基因或其超表达之后的转基因水稻。本发明所述大螟引诱剂还包含(E)‑β‑法尼烯、甲基水杨酸、(E)‑α‑香柑油烯、(E)‑β‑石竹烯、α‑葎草烯、芳樟醇、α‑红没药烯及柠檬烯的混合物。本发明首次鉴定出一种超表达于水稻植株上可以显著引诱大螟自然发生的水稻TPS46基因，田间的试验表明超表达该TPS46基因的水稻可以显著降低大螟对于非转基因对照水稻的危害，有益于大螟田间的诱集及综合防治。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及水稻萜烯合成酶TPS46基因在防治大螟方面的应用，更具体涉及TPS46基因转基因超表达作物后及其调控混合物的新用途。

背景技术

在长期协同进化过程中，为抵御害虫的取食危害，植物逐渐形成了一套复杂有效的防御体系。害虫为害后，植物会增强释放特异性虫害诱导挥发物(Herbivore-InducedPlant Volatiles，HIPVs)，这些HIPVs一方面能够直接抵御害虫，包括毒杀或驱避作用，另一方面又能够作为植物的“求救”信号，被天敌识别和利用，在植物的间接防御中挥重要作用。近年来，HIPVs在寄主植物-害虫-天敌三级营养关系中的作用及其分子调控机制，以及其应用潜力的发掘是害虫-天敌化学生态调控重要的研究方向。水稻是我国第一大粮食作物，稻米生产对确保我国粮食安全具有重要意义。长期以来，二化螟(Chilo suppressalisWalker)及大螟(Sesamia inferens Walker)等螟虫的危害一直是水稻生产上主要的虫害问题，严重影响水稻优质高产及稳产，并严重限制了水稻的增产潜能。目前，化学防治是螟虫田间主要的防控手段，但大量密集地使用杀虫剂却加速了抗药性的产生，并引起了社会公众对于粮食安全以及环境污染等问题的强烈担忧。此外，螟虫卵孵化后短时间内便钻蛀水稻茎杆，并在稻秆中完成其整个幼虫期及蛹期，导致常规的生物或化学源杀虫剂对其防治非常困难。因此，生产上迫切需要开发出高效、低毒、对生物安全及环境友好的螟虫防治措施。

植物萜烯合成酶TPS家族是一个中等大小基因家族，也是萜烯挥发物生物合成的关键酶基因，通常由20-150个基因组成。近年来，随着测序和分子生物学技术的发展以及植物基因组数据的相继公布，拟南芥、水稻、葡萄、番茄、江南卷柏、苹果、杨树和桉树等多种植物中TPS家族基因已被深入研究。

发明内容

发明目的：基于上述存在的问题，我们通过实验研究明确了水稻TPS46表达量被二化螟取食诱导之后显著上升(p＜0.05)，并利用转基因超表达技术构建了转基因超表达TPS46水稻，明晰了分蘖后期-拔节期超表达TPS46水稻及其特异性挥发物混合物相比对照可以显著吸引大螟产卵及自然发生钻蛀(p＜0.05)。而我们研究结果表明，(E)-β-farnesene、methyl salicylate、(E)-α-bergamotene、(E)-β-caryophyllene、α-humulene、linalool、α-bisabolene及limonene等八种挥发物混合物是TPS46超表达水稻特异性高表达的挥发物组合。因此，转基因技术及分子化学生态学技术的发展使我们对于利用TPS46转基因水稻及其产物调控螟虫行为进而综合防治提供了一种全新的策略，因此，本发明所要解决的技术问题是提供了水稻萜烯合成酶TPS46基因在大螟防治方面的新应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了水稻萜烯合成酶基因在防治大螟方面的应用。

该来源于水稻的萜烯合成酶基因序列为基因TPS46，该基因的cDNA序列全长1641bp，编码546个氨基酸。

其中，所述应用包括所述水稻萜烯合成酶TPS46基因在超表达水稻中所调控的特异性代谢产物在防治大螟方面的应用。该基因在超表达水稻植株引诱大螟的植物体内调控8种代谢产物。该基因TPS46基因的cDNA序列如SEQ ID NO：1所示，所述氨基酸序列如SEQ IDNO：2所示。