[发明专利]GrpE蛋白及其编码基因作为分子靶标在培育抗性植物中的应用

说明书

本发明公开了GrpE蛋白及其编码基因作为分子靶标在培育抗性植物中的应用。本发明提供了抑制GrpE基因表达的核酸分子或重组载体在制备抗刺吸式害虫的转基因植物中的应用。本发明还提供了抑制GrpE基因表达的核酸分子或重组载体在制备条纹叶枯病抗性植物中的应用。所述应用是通过抑制作为传播媒介的刺吸式害虫实现的。本发明的发明人在研究水稻‑灰飞虱‑RSV三者互作的过程中，从水稻灰飞虱中发掘了一个新基因GrpE，将水稻灰飞虱GrpE或其同源基因作为分子靶标可用于农作物抗刺吸式害虫的抗性育种，通过RNAi技术抑制昆虫体内GrpE或其同源基因的表达，从而获得对灰飞虱等刺吸式害虫具有抗性的转基因植物。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及GrpE蛋白及其编码基因作为分子靶标在培育抗性植物中的应用。

背景技术

植物害虫是危害农作物产量和质量的重要因子，随着农作物单一品种的大规模种植，以及全球气候变暖的影响，作物害虫的危害日趋严重。目前防治害虫的有效措施仍以施用化学农药为主，存在农药残留和环境污染等弊端，而理想的生物防治在实际应用中具有多种局限性。

随着现代生物技术的快速发展，转基因抗虫植物(如棉花，杨树等)已在国内大规模种植，抗虫基因部分替代了常规农药，推动了我国现代生态农业的进程。从最新的国内外专利和研究报道发现，应用于抗虫植物的基因主要有以下几种来源：(1)苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，Bt)：该菌在芽孢形成过程中产生称为δ-内毒素的杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins，ICPs)和非δ-内毒素的杀虫营养蛋白(vegatativeinsecticidal protein，Vip)；大量表达Bt杀虫蛋白的植物具有较理想的抗虫特性；(2)植物蛋白酶抑制剂(Proteinase inhibitors)，凝集素(plant lectins)等也被用于抗虫植物的研究；(3)人工合成的抗虫多肽。在以上多种来源的抗虫基因中，Bt对大食量咀嚼式昆虫(如棉铃虫)因杀虫效果显著而得到广泛应用，但是随着大规模的多代种植，棉铃虫的抗虫性逐年提高，因此需警惕棉铃虫大规模爆发的潜在风险。目前的研究集中于利用Bt基因编码杀虫蛋白的多样性进行多种Bt的组合和优化进一步提高植物抗虫性。

植物刺吸式害虫(如飞虱，蚜虫等)，因其繁殖速度快/周期短等特点，严重危害水稻、棉花、大豆等重要农作物；又因其食量小，缺乏有效抗虫基因，导致这类害虫得不到有效控制。除了自身危害，这类昆虫还经常是多种病毒的传播媒介，例如水稻灰飞虱是危害严重的水稻条纹病毒(Rice stripe virus，RSV)的重要传播媒介，进一步加重了灰飞虱对水稻的危害。目前对刺吸式害虫的防治措施仍以农药为主，因此面对靶基因的相对匮乏，抗刺吸式昆虫育种是现代植物生物技术中面临的巨大挑战，亟待发掘用于防治刺吸式害虫的新型靶标基因。

发明内容

本发明的目的是提供GrpE蛋白及其编码基因作为分子靶标在培育抗性植物中的应用。

本发明提供了抑制GrpE基因表达的核酸分子在制备抗刺吸式害虫的转基因植物中的应用。

本发明还提供了抑制GrpE基因表达的重组载体在制备抗刺吸式害虫的转基因植物中的应用。

本发明还提供了抑制GrpE基因表达的核酸分子在制备条纹叶枯病抗性植物中的应用。所述应用是通过抑制作为传播媒介的刺吸式害虫实现的。

本发明还提供了抑制GrpE基因表达的重组载体在制备条纹叶枯病抗性植物中的应用。所述应用是通过抑制作为传播媒介的刺吸式害虫实现的。

本发明还提供了一种培育抗刺吸式害虫的转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物中导入抑制GrpE基因表达的核酸分子或抑制GrpE基因表达的重组载体，得到抗刺吸式害虫的转基因植物。

本发明还保护所述方法在防控植物条纹叶枯病中的应用。

所述植物为单子叶植物或双子叶植物。