[发明专利]用SCA1-样基因的RNA干扰控制线虫的组合物和方法

说明书

对相关申请的交叉引用

[第1段]本申请要求于2007年2月9日提交的美国临时申请序列号60/900,622的优先权权益。

技术领域

[第2段]本发明的领域是线虫的控制，特别是大豆胞囊线虫的控制。本发明还涉及将遗传材料引入线虫易感植物中，以提高其对线虫的抗性。

背景技术

[第3段]线虫是以超过2,000种行栽作物、蔬菜、水果和观赏植物的根、叶及茎为食，造成世界范围估计一千亿美元作物损失的微小蠕虫样动物。一种常见的线虫类型是根结线虫(RKN)，其进食在根上造成特征性的虫瘿。其他食用根的线虫为更具宿主特异性的胞囊和损伤型线虫。

[第4段]线虫存在于整个美国，但是主要的问题是在温暖潮湿的西南地区和砂类土中。大豆胞囊线虫(SCN)(Heterodera glycines)在1954年于美国北卡罗来纳州首次发现。这是最严重的大豆植物害虫。一些地区受到严重的SCN感染，以至于不进行控制手段时大豆生产在经济上不再可能。尽管大豆是受SCN攻击的主要经济作物，但是SCN总共寄生大约五十种宿主，包括大田作物、蔬菜、观赏植物和野草。

[第5段]线虫破坏的征兆包括叶的生长迟缓和黄化，以及植物在热周期中的萎蔫。然而，线虫(包括SCN)可引起显著的产量损失而没有明显的地上症状。另外，被SCN感染的根是短小的或发育迟缓的。线虫感染可减少根上固氮根瘤的数量，并可使得根对其他土壤带有的植物病原体的攻击更加易感。

[第6段]线虫生活周期有三个主要的阶段：卵、幼虫(juvenile)和成虫。生活周期在线虫物种之间变化。例如，在最适条件下SCN生活周期通常可在24到30天内完成，而其他物种完成生活周期可耗时长达一年或更久。在春天温度和湿度水平变得适宜时，从土壤中的卵孵化出蠕虫状的幼虫。这些幼虫是唯一能够感染大豆根的线虫生命阶段。

[第7段]SCN的生活周期曾是许多研究的主题，并因此可被用作理解线虫生活周期的例子。穿透大豆根后，SCN幼虫穿过根移动直至它们接触维管组织，在那里它们停止移行并开始进食。线虫注射分泌物，所述分泌物改变某些根细胞并将它们转化为专门的进食位点。根细胞在形态学上被转化为大的多核合胞体(或在RKN的情况下为巨大细胞)，所述多核合胞体被用作线虫的养分来源。积极进食的线虫进而从植物偷取必需的养分，导致产量损失。线虫进食时膨胀，并且最终雌性线虫变得巨大以至于它们突破根组织并暴露于根的表面。

[第8段]在进食一段时间后，作为成虫而言不膨胀的雄性SCN线虫从根移出进入土壤，并使柠檬形的雌性成虫受精。雄性随后死亡，而雌性保持附着在根系上并继续进食。膨胀雌性中的卵开始发育，最初位于体外的块或卵袋(amass or egg sac)中并且之后位于体腔内。最后，雌性成虫的整个体腔被卵充满，雌性线虫死亡。被卵充满的死亡雌性身体称作胞囊。胞囊最后移动并被发现游离于土壤中。胞囊的壁变得非常强韧，为其中含有的约200到400只卵提供极佳的保护。SCN卵在胞囊中存活直至适当的孵化条件发生。尽管许多卵可在第一年内孵化，但是许多也会在胞囊中存活若干年。

[第9段]线虫依赖其自身力量在土壤中每年只能穿行几英寸。然而，线虫侵染可以以多种方式传播相当远的距离。可以移动受侵染土壤的任何事物，包括农场机械、车辆和工具、风、水、动物和农场工人，都能够传播这种侵染。种子大小的土壤颗粒往往污染收获的种子。因此，当来自受侵染田地的污染种子在非侵染田地中播种时，可以传播线虫侵染。甚至还存在某些线虫种类可以通过鸟类传播的证据。仅可以预防这些起因中的某些起因。

[第10段]防治线虫侵染的常规方法包括：在线虫侵染的土地中保持合适的土壤养分和土壤pH水平；控制其他的植物疾病以及昆虫与杂草病害；使用消毒措施，如仅在处理完成的非侵染田地后，才翻耕、播种和中耕线虫侵染的田地；在侵染的田地中工作后用高压水或蒸汽彻底清洁设备；不使用在侵染田地中生长的种子播种非侵染田地，除非这种种子已经得到正确地清洁；轮作受侵染田地并且用非宿主作物替换宿主作物；使用杀线虫剂；和播种抗性植物品种。