[发明专利]抗虫抗除草剂玉米转化事件及其创制方法和检测方法

说明书

本申请提供了抗虫抗除草剂玉米转化事件及其创制方法和检测方法。本申请提供了创制抗虫抗除草剂玉米转化事件的方法，同时还提供了插入至玉米基因组的核酸分子及其侧翼核酸分子，基于此建立了检测玉米转化事件的方法，并可将其用于玉米育种中。

技术领域

本申请涉及植物生物技术和植物育种领域。具体地，本申请涉及抗虫抗除草剂核酸分子，由其创制的植物转化事件及其创制方法和检测方法。

背景技术

玉米作为中国种植面积最大的农作物，长期自给有余，但自2010年以来，进口量逐年增加。

玉米螟(Ostrinia nubilalis)俗称玉米钻心虫，其危害是造成玉米常年减产的重要生物灾害之一，严重影响玉米的产量和质量。中国是亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)的多发区和重发区，几乎每两年就大发生一次，其中一般年份玉米受玉米螟危害减产10％-15％，大发生年减产可达30％以上，甚至绝收。因玉米螟的危害，每年损失的玉米就达600-900万吨。玉米螟不仅直接造成玉米产量损失，而且还诱发和加重玉米穗腐病的发生，使玉米的品质下降。

目前防治玉米螟的主要方式还是以农药防治为主。农药的大量使用，既增加种植成本，又破坏生态环境。苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)的杀虫晶体蛋白对包括玉米螟在内的不同昆虫(如鳞翅目、鞘翅目、双翅目等)和无脊椎动物有特异毒杀作用。通过培育转基因Bt抗虫玉米，能够有效的防治玉米虫害，减少农药使用，挽回产量损失，增加农民收入，降低环境危害。

田间杂草与作物竞争水、肥、光能及生长空间，同时又是危害作物病菌及害虫的中间寄主，是作物增产重要的生物限制因子之一。我国常年受杂草严重危害的农作物面积高达12亿亩，其中玉米1.9亿亩。随着农村人口往城市迁移速度的加快，玉米种植的规模化和机械化是一个可预见的趋势。

当前，广泛采用的选择性除草剂施用量大，且残留期长、容易影响下茬作物的正常生长。草甘膦和草铵膦等灭生性除草剂具有高效、低毒、易降解、无残留等特点，但它们除草没有选择性，不能直接用在作物的生长期。通过转基因技术培育耐灭生性除草剂的玉米可以克服这一难题，即在玉米生育期喷施1-2次就能解决所有杂草问题，减少了除草剂的用量及投入成本。

因此，通过转基因技术提高玉米对虫害、草害的抗性挽回产量损失，增加玉米单产、降低生产成本和风险，对于缓解我国玉米日趋偏紧的供需形势、维护国家粮食安全至关重要。

植物转基因育种技术具有目的性强、周期短、效率高，能够实现不同物种间优良基因的转化等优点，自1996年第一个转基因作物商业化以来，这项技术已经为全球农业带来了巨大的改变。2013年全球转基因作物种植面积达到1.75亿公顷，比2012年增加了500万公顷，是1996年种植面积的100倍。

就转基因玉米而言，以防治鳞翅目玉米螟虫的cry1Ab、cry1F等基因为主，已有多个具有鞘翅目抗性的品系如MON88017等，以及利用cry3类基因获得抗玉米根部鞘翅目害虫品系，如MON863等，已投入商业化生产。这表明抗虫基因选择逐渐拓宽了靶标昆虫的范围，加大了对基因抗虫谱的选择。

随着基因改造技术的应用，如MON810、MON89034等利用密码子优化的转Bt基因抗虫玉米也进入了商业生产。另外，先正达公司研发的MIR162抗虫玉米成功地利用了vip3A基因，并率先进入商业生产。复合性状转基因玉米，如TC1507等兼具抗虫和抗除草剂，逐渐成为转基因玉米研发及应用的主流。世界范围内，1996年至今已有40余种转Bt基因抗虫玉米被26个国家批准投入商业化生产或饲料食品加工。

发明内容

一方面，本申请提供了核酸分子，其包含螟虫抗性基因cry1C，草铵膦抗性基因bar和草甘膦抗性基因epsps，或其片段或其变体或其互补序列。