[发明专利]水稻二化螟为害诱导型启动子及其应用

说明书

本发明公开一种水稻二化螟为害诱导型启动子及其应用，所述水稻二化螟为害诱导型启动子命名为：P_HPL2，其长度为2009bp，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。该启动子是从水稻“中花11”基因组中克隆合成绿叶挥发物GLVs关键基因即为脂氢过氧化物裂解酶基因OsHPL2(LOC_Os02g12680)的启动子，并对启动子P_HPL2缺失得到6个5’端不同长度缺失片段，研究发现三个区域存在受二化螟取食特异表达正调控元件，同时，此三个区域不会受褐飞虱取食诱导激活。这七个启动子及其相应表达载体制备方法，以及水稻通过农杆菌介导的遗传转化方法，上述启动子特征在水稻抗虫基因工程育种中具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种水稻二化螟为害诱导型启动子及其应用。

背景技术

水稻在整个生长过程中，无时无刻不遭受着多种害虫的侵害。最重要的害虫如褐飞虱，二化螟和稻纵卷叶螟。水稻每年有10％的产量损失是由虫害造成的(Chen H,Lin Y,Zhang Q.Review and prospect of transgenic rice research.Chin Sci Bull.2009,54:4049–4068)。因此，化学农药成为防治虫害的首选工具，然而，水稻田长期大量施用农药已经显著破坏了稻田生态系统的自然调控功能，害虫产生的抗药性，水稻植株药物残留等各种安全问题也随之而来。之后，又有学者提出采用性诱剂诱杀或释放天敌等方式完成稻田害虫的防治，而性诱剂每次只能用1种诱芯，多个诱芯会有相互干扰的结果，释放天敌方式存在天敌种群的选择，天敌的培育和田间释放等方面问题。渐渐地，生物农药成为害虫防御的新方式，目前已有多种水稻内源抗二化螟基因被挖掘，如：OsMPK3,OsMPK4,OsLRR-RLK1和OsHI-XIP(Wang Q,Li J,Hu L,Zhang T,Zhang G,Lou Y.OsMPK3positively regulatesthe JA signaling pathway and plant resistance to a chewing herbivore inrice.Plant Cell Rep.2013,32:1075-84.；Liu X,Li J,Xu L,Wang Q,Lou Y.ExpressingOsMPK4Impairs Plant Growth but Enhances the Resistance of Rice to the StripedStem Borer Chilo suppressalis.Int J Mol Sci.2018,19:1182.；Hu L,Ye M,Kuai P,YeM,Erb M,Lou Y.OsLRR-RLK1,an early responsive leucine-rich repeat receptor-like kinase,initiates rice defense responses against a chewing herbivore.NewPhytol,2018,219:1097-1111；Xin Z,Wang Q,Zhao N,Hu C,Li J,Xiang C,Wang B,LouY.Overexpression of a Xylanase Inhibitor Gene,OsHI-XIP,Enhances Resistance inRice to Herbivores.Plant Mol Biol Rep.2014,32:465-475)，外源抗螟虫基因中，被大家所熟知的为Bt基因，已有多篇报道显示，Bt蛋白转基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟表现出较好的杀虫效果，而驱动抗性基因所使用的工具都是组成型启动子(Yang Z etal.Development and characterization of transgenic rice expressing twoBacillus thuringiensis genes.Pest Manag Sci.2011,67:414-422；Tang W etal.Development of insect-resistant transgenic indica rice with a syntheticcry1C*gene.Mol Breed.2006,18:1-10；Ling et al.Development of Marker-FreeInsect-Resistant Indica Rice by Agrobacterium tumefaciens-Mediated Co-transformation.Front Plant Sci.2016,7:1608)，虽然此方法不会破坏生态环境，但随之而来的新问题是抗性基因在植株整个生长周期内的各个组织中都无时无刻不高效表达，造成能量浪费的同时，给植株的生长及代谢带来很多潜在负担，严重的甚至导致变异或死亡(Karlowski WM et al.The over-expression of an alfalfa RING-H2gene inducespleiotropic effects on plant growth and development.Plant Mol Biol.2003,52:121-33；Miyao M et al.Metabolic consequences of overproduction ofphosphoenolpyruvate carboxylase in C3plants.Arch Biochem Biophys.2003,414:197-203；Durrant WE et al.Systemic acquired resistance.Annu RevPhytopathol.2004,42:185-209.)。