[发明专利]一种人工设计合成的Bt抗虫基因JBT-FD及其应用在审

专利信息
申请号: 201811492703.5 申请日: 2018-12-06
公开(公告)号: CN110129345A 公开(公告)日: 2019-08-16
发明(设计)人: 王昱蓉;季静;李倩 申请(专利权)人: 天津市天大天福生物技术有限公司
主分类号: C12N15/62 分类号: C12N15/62;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 300384 天津市南开区新技术华苑产*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 抗虫基因 稳定表达 基因 转基因抗虫植物 转基因玉米植株 植物表达载体 强启动子35S 密码子优化 农杆菌介导 玉米基因组 转基因玉米 转基因植株 害虫抗性 人工设计 设计合成 问题提供 遗传转化 玉米害虫 玉米螟 抗性 构建 合成 玉米 融合 防治 应用 改造 研究
【说明书】:

发明提供了一种Bt抗虫基因JBT‑FD,对Cry1Ac和Cry4Aa基因进行全面改造融合,得到如SEQ ID No:1所示的JBT‑FD抗虫基因。本发明涉及人工合成用于转基因抗虫植物的JBT‑FD基因,它较其密码子优化前更容易获得稳定表达的转基因植株。将JBT‑FD抗虫基因构建到含有强启动子35S的植物表达载体上,通过农杆菌介导的遗传转化方法将JBT‑FD基因转到玉米基因组中,得到含有JBT‑FD的转基因玉米植株。研究证明本发明设计合成的Bt抗虫基因JBT‑FD能在玉米中稳定表达,转基因玉米对玉米螟有显著的抗性,为玉米害虫防治提供了一种新的途径,为解决害虫抗性问题提供了一种有效方法。

技术领域

本发明属于抗虫基因工程育种领域,具体涉及一种人工合成的Bt抗虫基因JBT-FD及其应用。

背景技术

农业害虫是农业可持续发展的一个重要限制因素,尤其是玉米,它是我国的重要粮食作物和经济作物,生产周期长,虫害损失大。我国目前治理虫害的主要方法是喷施农药或生物杀虫剂,但此方法不仅造成严重的环境污染,导致害虫的抗药性增强,破坏植被低层生态平衡,而且农产品还会存在对人体有害的大量农药残留。因此绿色高效的基因工程技术已成为当前植物抗虫研究的重要途径。研究和开发外源抗虫基因并通过基因工程将其导入作物,无论是理论上还是经济上都有重大意义。但是随着转基因抗虫玉米种植规模不断扩大,转基因抗虫玉米仍然存在很多问题。抗虫范围相对较小,而危害玉米的害虫极多,玉米害虫逐渐对抗虫玉米产生抗性。

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiesis,Bt)的毒蛋白基因,简称Bt基因。在芽孢形成时,该基因编码的δ-内毒素(δ-endotoxin),也称杀虫晶体蛋白或晶体毒素,对直翅目、膜翅目、鳞翅目、双翅目、同翅目、鞘翅目和食虫目等多种昆虫以及原生动物、线虫、螨等具有特异性的杀灭作用。

经过近一个世纪的研究,目前共报道了500多个Bt杀虫蛋白,依据杀虫作用方式将其分为四个类型:含有三个结构域Cry杀虫蛋白;杀蚊毒素蛋白(Mtx)和binary-like毒素蛋白(Bin);溶细胞毒素蛋白(Cyt);营养生长杀虫蛋白(VIP)。Cry杀虫晶体蛋白发现最早、杀虫机理研究最透彻、在生物制剂和植物基因工程领域中应用最广,并已在生产应用中取得了巨大的社会、经济和生态效益。Cry蛋白家族的三维结构典型特征是含有明显能区分出来的三个Domain,即DomainI、DomainII、DomainIII。DomainI由7个α螺旋组成,是杀虫蛋白发挥功能的主要区域,参与了杀虫蛋白低聚物形成和插入细胞膜形成穿孔导致细胞死亡的过程,DomainII由β折叠组成3个loop环,主要参与杀虫蛋白与受体结合。DomainIII由β折叠组成轮状拓补结构,主要参与杀虫蛋白与受体的识别,是不同Bt Cry蛋白识别不同害虫的主要功能区域,DomainII和DomainIII共同决定靶标害虫的类型。

植物抗虫基因工程在30多年的发展历程中已经取得了丰硕的科研成果,转基因抗虫棉花、玉米、水稻、番茄、马铃薯和杨树等在农林业的广泛种植,说明这项技术在逐步走向成熟。但仅用自然界的Bt基因做抗源可造成抗虫的遗传基础较狭窄,仍然存在很多问题。抗虫基因表达量不高是研究过程中普遍存在的问题,昆虫抗性是植物抗虫转基因工程中存在的严重,目前抗虫基因已广泛应用于农林业生产中,昆虫抗性问题也随之显现。探索新型高效的抗虫基因、明确其抗虫机制,增强抗虫基因的遗传表达稳定性,避免或减缓敏感昆虫抗性,将是植物抗虫基因工程未来的发展方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种人工合成的Bt抗虫基因JBT-FD。

本发明的第二个目的是提供人工合成的Bt抗虫基因JBT-FD在制备抗虫植物中的应用。

本发明的技术方案概述如下:

一种人工合成的Bt抗虫基因JBT-FD,所述Bt抗虫基因JBT-FD的核苷酸序列用SEQID No 1所示。

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