[发明专利]基于麦长管蚜Sitobion avenae的保守型嗅觉受体Orco基因设计的siRNA及其应用

说明书

本发明涉及基于麦长管蚜Sitobion avenae的保守型嗅觉受体Orco基因设计的siRNA及其应用。本发明通过饲喂siOrco8，干扰SaveOrco基因的转录。实时荧光定量PCR研究表明，SaveOrco基因的表达明显受到抑制。嗅觉行为反应检测结果显示，SaveOrco表达沉默后的蚜虫对顺‑3‑己烯醇,水杨酸甲酯和EBF的响应率均显著下降。EBF对麦长管蚜翅型分化的诱导实验，siRNA处理蚜虫停止了对EBF的诱导，蚜虫正常的化学通讯被干扰，同时逆境诱导的翅芽发生也被阻止。表明Orco基因的保守序列可应用于通过siRNA介导的RNAi技术，有效遏制蚜虫快速扩散为害、用于防治蚜虫。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及麦长管蚜Sitobion avenae嗅觉受体基因SaveOrco的siRNA序列及其在蚜害防控领域中的应用。

背景技术

蚜虫种类繁多、寄主范围广泛，许多是农业上的重要害虫。以刺吸取食寄主植物韧皮部汁液为生，通过掠夺寄主营养、携带和传播植物病毒、排泄蜜露等多种方式造成寄主农作物产量和品质的严重损失。昆虫主要通过嗅觉来认识周围的生境，蚜虫也不例外，诸如近距离的寄主植物定位[Webster BEN(2012)The role of olfaction in aphid hostlocation.Physiological Entomology 37:10-18.]或外激素的识别[Mustaparta H(1990)Chemical information processing in the olfactory system of insect.Physiol Rev70:199-245]等尤其依赖嗅觉。植物、植食性昆虫、肉食性天敌等多级营养水平间存在着复杂的化学通讯关系，引导这一关系的化学信号物质通常是一些挥发性小分子化合物，来源于植物挥发物(例如，绿叶气味和诱导植物挥发物)或昆虫信息素等，帮助昆虫实现趋利避害、生存繁衍，对昆虫具有重要的生态学意义。E-β-法尼烯(EBF)是蚜虫报警信息素的主要功能组分，是麦长管蚜报警信息素的唯一组分[Francis F,/Vandermoten S,Verheggen F,Lognay G,Haubruge E(2005)Is the(E)-beta-farnesene only volatile terpenoid inaphids？Journal of Applied Entomology 129:6-11.]。报警信息素的释放通常会引起周围蚜虫的防御反应或逃避行为[Pickett JA,Wadhams LJ,Woodcock CM,Hardie J(1992)The chemical ecology of aphids.Annual Review of Entomology:67-90.]。另外，保持一定频率的EBF释放会引起豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、麦长管蚜Sitiobion avenae成虫后代的有翅蚜(迁飞蚜)比例上升[Fan Jia,Zhang Yong,Francis Frédéric,ChengDengfa,Sun Jingrun,Chen Julian(2015)Orco mediates olfactory behaviors andwinged morph differentiation induced by alarm pheromone in the grain aphid,Sitobion avenae.Insect Biochemistry and Molecular Biology.9(64):16-24.Podjasek JO,Bosnjak LM,Brooker DJ,Mondor EB(2005)Alarm pheromone induces atransgenerational wing polyphenism in the pea aphid,Acyrthosiphonpisum.Canadian Journal of Zoology 83:1138-1141.Kunert G,Otto S,Rose USR,Gershenzon J,Weisser WW(2005)Alarm pheromone mediates production of wingeddispersal morphs in aphids.Ecology Letters 8:596-603.Kunert G,Trautsch J,Weisser WW(2007)Density dependence of the alarm pheromone effect in peaaphids,Acyrthosiphon pisum(Sternorrhyncha:Aphididae).European Journal ofEntomology 104:47-50.]。移除触角后的蚜虫不再响应EBF的诱导，提示该生理过程可能是通过嗅觉系统介导的[Kunert G,Weisser WW(2005)The importance of antennae forpea aphid wing induction in the presence of natural enemies.Bulletin ofEntomological Research 95:125-131.]。进一步地，利用RNA干扰技术沉默麦长管蚜的嗅觉受体SaveOrco的表达，证实EBF诱导麦长管蚜发生迁飞蚜分化的诱导过程是由该受体介导的。迁飞蚜的发生有助于蚜虫种群的趋利避害、扩散增殖，进而实现种群的快速扩张。