[发明专利]一种利用Bt蛋白防治农作物半翅目害虫的方法

说明书

本发明公开了一种利用Bt蛋白防治农作物半翅目害虫的方法，所述方法是在农作物中表达Bt抗虫蛋白Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2。经本实验室研究验证，发现了所述的Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白具有抗半翅目昆虫，特别是飞虱科的活性。将所述Bt抗虫蛋白的编码基因转入农作物，能够使转基因植物(如水稻等)获得抗半翅目、特别是飞虱科昆虫的能力，减少农业生产中的产量损失、降低农业生产成本。

(一)技术领域

本发明涉及一种将Bt蛋白用于防治农作物半翅目害虫的方法，特别涉及在水稻中表达抗虫蛋白、使水稻获得抗飞虱科昆虫能力，防治水稻飞虱科害虫的方法。

(二)背景技术

害虫给全球农业生产带来每年约80亿美元的损失，害虫的防治目前主要依靠使用化学农药，但是农药的残留会对人体健康和环境带来不良影响。利用生物技术方法培育含有抗虫基因的转基因抗虫农作物，可以大幅度降低化学杀虫剂的使用，有效保护农作物免受害虫为害，目前全球范围内，商业化的转基因抗虫玉米、大豆、棉花等已经大面积推广种植。

在田间，半翅目害虫的种类非常多，如蝽类、螨类、蚜虫、飞虱等。半翅目害虫靠刺吸植物组织汁液来获取营养，危害多种农作物、对农业生产造成巨大损失。比如烟粉虱危害番茄、辣椒、烟草、棉花等农作物，是一种世界性害虫；褐飞虱是水稻上最主要的害虫之一，并且具有长距离迁飞的特性；蚜虫是一种危害非常广泛的害虫。半翅目害虫很难防治，其繁殖力强、虫体小，有些害虫具有迁飞能力；其刺吸式的取食方式使得传统农药对其收效甚微。利用植物转基因技术，将抗虫基因转入农作物中，在农作物中表达抗虫蛋白，是对抗半翅目害虫的可行方法。

转基因作物抗虫的关键技术是获得性能优良的杀虫蛋白质。杀虫蛋白质有多种，比较常见的是Bt杀虫晶体蛋白，如Cry1Ab、Cry1C等，它们已被大量运用于商业化的转基因抗虫作物。Bt杀虫晶体蛋白的种类多达300余种，其中只有一部分蛋白具有杀虫活性。Cry30蛋白是Bt杀虫晶体蛋白中的一类，目前已经发现并命名的有Cry30Aa1、Cry30Ba1等13等种蛋白，其中除了Cry30Fa1外均未见有抗半翅目昆虫活性的报道。经本实验室研究鉴定，Cry30蛋白中Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2具有较高的抗半翅目昆虫(如蚜总科、粉虱科、飞虱科)的活性，将其编码基因cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2转入植物后获得的转基因植株具有相应的抗虫活性，能够减少田间半翅目害虫对农作物产量造成的损失，具有重要的应用前景。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种利用Bt蛋白防治农作物半翅目害虫的方法，特别是防治蚜总科、粉虱科、飞虱科害虫的方法，该方法将cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2基因分别独立地导入水稻等农作物中，各自表达Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白，使农作物获得抗半翅目害虫的能力。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种利用Bt蛋白防治农作物半翅目害虫的方法，所述方法是在农作物中表达Bt抗虫蛋白，所述Bt抗虫蛋白为Bt抗虫蛋白Cry30Aa1(Genbank:CAC80986)、Bt抗虫蛋白Cry30Db1(Genbank:BAE80088)或Bt抗虫蛋白Cry30Ea2(Genbank:ACR15116)中的一种。编码的cry30基因分别是cry30Aa1、cry30Db1和cry30Ea2。根据不同植物的密码子偏好性，编码Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白的核苷酸序列会有不同；任何能够编码所述Cry30Aa1、Cry30Db1和Cry30Ea2蛋白质的编码基因都应视为本发明的内容。

进一步，所述Bt抗虫蛋白Cry30Aa1的氨基酸序列为SEQ ID NO.1所示，Bt抗虫蛋白Cry30Db1的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示，Bt抗虫蛋白Cry30Ea2的氨基酸序列为SEQ IDNO.3所示。