[发明专利]使用RNA分子控制半翅目有害生物

说明书

本文披露了对半翅目昆虫具有毒性的双链RNA分子。具体地，本文提供了能够干扰有害生物靶基因并对靶有害生物具有毒性的干扰RNA分子。此外，本文披露了例如在转基因植物中制备并使用干扰RNA或制备并使用干扰RNA作为组合物中的活性成分以赋予保护免受昆虫损害的方法。

技术领域

本发明总体上涉及由其摄食活动而引起对作物植物损害的有害生物的控制，并且更具体地涉及通过包含干扰RNA分子的组合物控制半翅目有害生物。本发明进一步涉及包含干扰RNA分子的组合物并且涉及使用此类组合物的方法。

背景技术

椿象复合群体(蝽科)代表了美洲主要的棉花和大豆农业有害生物。椿象以有害生物复合群体为代表，所述有害生物复合群体包含十多个物种，其组成、流行和分布随地理位置各异(Koch和Pahs,2014；Pilkay等人,2015；Temple等人,2013)。在南美，椿象复合群体是大豆作物中最具破坏性的有害生物。在巴西，作为大豆生产全球领导者的，新热带棕色椿象英雄美洲蝽(Euschistus heros)是大豆中杀昆虫剂应用的主要靶标(Sosa-Gomez等人,2009)。

来自苏云金芽孢杆菌的若干天然Cry蛋白或工程化的Cry蛋白已经在转基因作物植物中表达并且在商业上被开发以控制某些鳞翅目和鞘翅目昆虫有害生物。例如，起始于2003年，通过表达Cry3Bb1、Cry34Ab1/Cry35Ab1、或修饰的Cry3A(mCry3A)或Cry3Ab(eCry3.1Ab)蛋白而控制玉米根虫的转基因玉米杂交种在美国已经是可商购的。但是，这些Bt杀昆虫蛋白只能保护植物免受相对窄范围的有害生物侵害。此外，这些杀昆虫活性模式提供了不同程度的特异性，并且在某些情况下还造成了严重的环境后果。

先前对椿象的控制依赖于广谱杀昆虫剂。随着若干种作物中主要鳞翅目有害生物采用转基因控制，这些杀昆虫剂不再使用，并且椿象已成为主要次期性有害生物。没有描述或采用成功使用Bt杀昆虫蛋白来转基因控制椿象的方法。这可能部分是由于椿象利用了额外的经口消化，即在摄食前将消化酶注入宿主植物中。这使得很难找到存活时间足够长以表现出针对这些昆虫的活性的蛋白质。因此，迫切需要控制有害生物的替代方法。

RNAi提供了一种潜在的转基因方法来控制这种昆虫有害生物复合群体，因为它依赖于双链RNA而不是蛋白质。通过在人工饲料中引入dsRNA和/或通过在植物中表达dsRNA发夹在蚜虫(半翅目：蚜科)中成功诱导RNAi以控制绿桃蚜Myzus persicae(桃蚜)(Coleman等人,2015；Pitino等人,2011)，豌豆蚜Acyrthosiphon pisum(豌豆长管蚜)(Mao等人,2013；Mao和Zeng,2012)，以及谷蚜Sitobion avenae(麦长管蚜)(Wang等人,2015)，增强了在椿象中获得RNAi的潜力。但是，经口RNAi递送至其他半翅目有害生物(例如英雄美洲蝽)仍然是一个难以克服的障碍。解决该问题的最新进展表明，成功地经口递送RNAi至椿象(包括英雄美洲蝽)是可能的。