[发明专利]一种蚜虫共生菌基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种蚜虫共生菌基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用。

背景技术

蚜虫是危害作物生产的主要害虫之一，近年来全球气候变暖、耕作制度变化等因素使蚜虫的繁殖能力和适应性显著增强，其危害日趋严重。据统计，2010-2011年间我国小麦、玉米、棉花、油菜、大豆等主要作物的蚜虫危害面积分别占当年种植面积的62.5％、14％、90％、32％和23％。以麦蚜为例，麦蚜以成若蚜聚集在小麦叶部、茎部、穗部等，吸食汁液造成叶片不规则皱缩、卷曲、失绿，严重时造成植株死亡。麦蚜分泌的蜜露附着在植株表面，降低植株的光合作用，并易诱发煤烟病等。同时，麦蚜还是黄矮病毒重要的传播载体，引起小麦黄矮病流行。据全国农作物病虫监测网预报，2013年我国麦蚜危害面积高达2.5亿亩(http://www.agri.gov.cn/V20/bchqb/201301/t20130123_3206134.htm)。危害我国小麦的麦蚜主要有4种，即麦长管蚜、麦二叉蚜、禾谷缢管蚜和麦无网长管蚜；其中麦长管蚜在全国麦区均有发生，且是危害我国小麦生产的主要蚜虫类型。目前，蚜虫防治以喷洒农药为主，但大量使用农药，不仅对人畜有害，而且造成了严重环境污染。培育抗虫作物品种是防止蚜虫为害的最有效途径，但由于农作物现有种质资源中缺乏有效的抗蚜基因，且抗性机制不明确，常规抗虫育种难以奏效。因此，利用转基因技术培育抗蚜新种质，对于保障我国粮食安全和环境安全具有重要意义。

植物介导的RNAi技术能特异抑制昆虫特定基因的表达，使昆虫的生长发育受阻或致死，进而有效控制害虫危害，已成为农作物抗虫基因工程的热点之一。RNAi现象是由dsRNA(double-stranded RNA)介导的一种序列特异性转录后基因沉默机制，dsRNA进入生物体后被宿主细胞中的Dicer酶切割成21～23nt的siRNA(small in-terfering RNA)；siRNA在RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，反义siRNA与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、解旋酶等)结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex，RISC)，继之RISC以序列互补的方式与靶mRNA结合并使之降解，造成靶标基因表达量下降。利用dsRNA体外饲喂或注射来筛选RNA靶标基因，导致靶标基因表达和沉默，已经广泛应用于昆虫生长发育关键基因的鉴定和功能分析。孟山都公司通过植物介导的昆虫肠道特异基因RNAi技术成功获得了抗玉米根螟的转基因玉米，有效缓解了长期应用Bt转基因玉米诱发昆虫产生抗性等问题，目前已完成生产性试验。棉铃虫肠道中特异P450基因可提高棉铃虫幼虫对棉花次生代谢物质和棉酚的耐受性，试验表明，利用表达棉铃虫P450基因dsRNA的转基因烟草和棉花叶片饲喂棉铃虫幼虫，可导致幼虫体内P450基因的表达量下降，同时幼虫发育受阻，表现出抗棉铃虫性能。近年来，RNAi技术在蚜虫防治方面也展示出很好的应用前景。Pitino等分别在烟草和拟南芥中表达桃蚜MpC002和Rack-1基因的dsRNA，桃蚜取食转基因植物后，导致桃蚜体内MPC002或Rack-1基因的表达量降低60％，蚜虫的产仔数目减少。同样，烟草和拟南芥中表达蚜虫Mphb基因或丝氨酸蛋白酶MySP基因的dsRNA均可显著降低蚜虫的繁殖率，进而减轻蚜虫危害。

共生菌在昆虫体内的生长、繁殖过程中起着十分重要的作用，如营养功能、解毒作用、调控生殖及与寄主适应性等等。Pseudomonas putida是蚜虫体内存在的一种次级共生细菌，存在于含菌体、肠道等部位。通过寄主植物表达相应昆虫寄生菌特异基因的dsRNA，昆虫取食植物后沉默其体内相应的共生菌的基因，导致共生菌死亡或者数量下降，影响昆虫的正常生长，从而达到控制害虫危害的目的。通过RNAi技术沉默共生菌相关基因的方式，间接控制蚜虫的研究报道较少。此研究将为挖掘有效的RNAi靶标基因及利用其创制新型抗蚜转基因新种质奠定基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种蚜虫共生菌基因的dsRNA及其在降低蚜虫存活率中的应用。

本发明提供的dsRNA，具体为由序列表中序列1所示的核苷酸和其反向互补序列所示的核苷酸组成的双链RNA。

编码所述dsRNA的DNA分子也属于本发明的保护范围。

所述DNA分子的核苷酸序列具体为序列表中序列2。

含有所述DNA分子的表达盒、重组载体或重组菌也属于本发明的保护范围。