[发明专利]一种可阻断灰飞虱传播水稻条纹病毒水稻材料的创制方法

说明书

本发明提供了一种可阻断灰飞虱传播水稻条纹病毒水稻材料的创制方法，属农业科学技术领域。根据水稻条纹病毒(RSV)糖蛋白NSvc2‑N介导病毒侵染介体灰飞虱中肠这一特点，选取其中的NSvc2‑N_S片段(720bp，编码NSvc2‑N的可溶性区段，即30‑268位氨基酸)作为外源基因，通过转基因技术整合入水稻基因组，获得的转基因水稻植株可显著降低灰飞虱的获毒率、虫体内病毒含量以及传毒率，证明了转基因植株内表达的NSvc2‑N_S蛋白可竞争结合位于介体灰飞虱中肠的病毒侵染位点，从而实现阻断灰飞虱传播病毒。这一方法填补了利用植株自身去阻断灰飞虱传毒技术上的空白，与传统的“控虫防病”方法相比，本方法简便、经济、绿色、高效，可应用于抗病毒育种工作、病害防控研究以及昆虫传播病毒机制研究等领域。

技术领域：

本发明涉及一种利用转基因技术在水稻基因组中插入水稻条纹病毒糖蛋白NSvc2-N_S基因实现阻断灰飞虱传播病毒的方法，可应用于农业生产中，属于农业科学技术领域。

背景技术：

水稻条纹病毒(Rice stripe virus，RSV)属于纤细病毒属(Tenuivirus)，其传播昆虫介体主要是灰飞虱(Laodelphax striatellus)，灰飞虱一旦获毒可终生带毒，并且可经卵传毒。RSV基因组由4条RNA组成，分别为RNA1、RNA2、RNA3和RNA4，共编码7个蛋白，其中，病毒复制酶为RdRp，NS2和NS3为基因沉默抑制子，NSvc2为糖蛋白，NCP是核衣壳蛋白，SP是病害特异蛋白，NSvc4为运动蛋白。水稻感染RSV后主要症状大致分为卷叶型和展叶型两类。卷叶型为典型的“假枯心”症状，即主要表现为心叶基部褪绿、捻转、弧圈状下垂，严重时心叶会枯死；展叶型症状主要表现为叶片呈现黄色斑驳状褪绿条带，病叶并不捻转卷曲，最后低垂和枯萎，该病害会引起水稻减产甚至绝收。本世纪初，RSV在我国华东稻区大面积流行发生，病害流行期长达十余年，产量损失严重，对粮食安全生产造成巨大威胁。水稻作为我国重要粮食作物，其安全生产关系着国家粮食安全，因此，水稻条纹叶枯病的防治是一项长期而且不容忽视的任务。

目前为止，水稻条纹叶枯病常用防治措施主要是利用抗病品种和害虫管理。抗性品种在控制条纹叶枯病过程中发挥了重要作用，但抗性品种无法完全阻断病毒对植株的侵染和介体对病毒的传播，病害侵染循环在田间依然可以维持。害虫管理可以控制介体数量，减少病毒传播，但使用化学药剂控制害虫易造成环境污染且会使昆虫产生抗药性。因此，开发绿色高效的病害防治技术仍然是病害防控的关键。植物遗传转化是利用分子生物学和基因工程技术将外源基因片段插入、整合到植物基因组中，并在其后代植株能稳定遗传。近年来，国内外广泛开展了水稻转基因的研究工作，已有多个优良农艺性状基因转化到水稻材料中，并且获得了大量的转基因植株。

NSvc2是RSV RNA2基因片段编码的糖蛋白，前期研究表明，NSvc2蛋白在水稻中存在切割现象，被切割成NSvc2-N和NSvc2-C两个蛋白，参与灰飞虱获毒。在灰飞虱获毒过程中，NSvc2-N蛋白一方面结合病毒粒子，一方面结合灰飞虱中肠受体，启动内吞作用使RSV进入介体中肠细胞，因此NSvc2-N是灰飞虱从无毒虫变为带毒虫的关键(PLoS Pathogens，2019，15(3)：e1007655)。利用NSvc2-N蛋白参与灰飞虱传毒这一特性，可针对性设计将NSvc2-N基因(或部分基因)导入水稻基因组的方法，从而使水稻植株中产生糖蛋白，竞争性结合介体的中肠病毒侵染位点，从而达到阻断灰飞虱传播病毒的目的。这一策略可在抗病毒育种中广泛应用和参考。

发明内容：