一種植物抗蟲基因及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物技術(shù)和植物學(xué)領(lǐng)域；更具體地，本發(fā)明涉及一種植物抗蟲基因及 其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水稻的ryza sativa，L.)是我國最重要的糧食作物，水稻的高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)直接關(guān)系 到我國的糧食安全。稻飛風(fēng)一直是影響水稻安全生產(chǎn)的一個重要制約因素。因此，發(fā)展安 全有效的稻飛風(fēng)控制措施，是保障水稻安全生產(chǎn)的一個重要方面。
[0003] 利用抗性品種可W降低稻飛風(fēng)的繁殖速度，從而有效控制稻飛風(fēng)危害，減少化學(xué) 農(nóng)藥的用量，保護稻田生態(tài)系統(tǒng)。由于稻飛風(fēng)是遷飛性害蟲，每年遷入我國的蟲量畢竟有 限，大量的研究表明，稻飛風(fēng)暴發(fā)成災(zāi)主要與其進入稻田生態(tài)系統(tǒng)后的高增長倍數(shù)有關(guān)。影 響稻飛風(fēng)增長倍數(shù)的主要因子，除了耕作制度、氣候條件、農(nóng)藥及化服外，一個很重要的原 因就是水稻品種的抗性。由于農(nóng)藥防治往往導(dǎo)致害蟲再增獵獵及害蟲抗藥性的不斷提高， 因此利用抗性品種一直是害蟲綜合治理中最重要的措施之一（程家安，2006 ;2008)。然而， 由于在生產(chǎn)上過度強調(diào)水稻高產(chǎn)，而對稻飛風(fēng)防治又過度依賴于農(nóng)藥，導(dǎo)致了目前抗稻飛 風(fēng)的水稻品種嚴(yán)重缺乏。如我國近年育成推廣的雜交水稻品種中，具有抗飛風(fēng)性能的僅占 1. 5%。因此，培育抗稻飛風(fēng)的水稻品種已成為減少稻飛風(fēng)危害的當(dāng)務(wù)之急。
[0004] 相對于傳統(tǒng)育種而言，分子育種具有選育周期短，針對性強的優(yōu)點。盡管抗頓蟲的 "華恢1號"和"化燦優(yōu)63"獲得了在湖北省的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，但目前在公眾中還存在 一系列的爭議。爭議的焦點仍然是含有化該種外源毒蛋白基因的生物安全問題。該就要 求本發(fā)明人首先要從水稻自身存在的抗蟲基因中尋找目標(biāo)基因。
[0005] 就水稻自身對稻飛風(fēng)的抗性基因而言，目前已經(jīng)定位的抗褐飛風(fēng)基因有26個，其 中有些基因已經(jīng)通過常規(guī)選育或分子標(biāo)記輔助篩選的方法用于抗性品種的培育。2009年 底，中國武漢大學(xué)的何光存教授課題組，通過十多年的不懈努力，首先克隆出了水稻抗褐飛 風(fēng)基因化hl4,初步闡述了該基因的抗性機理，并從蛋白組學(xué)水平進行了抗性機理的分析。 目前相關(guān)研究團隊已經(jīng)利用該基因培育了幾個抗飛風(fēng)的水稻品種。考慮到稻飛風(fēng)對基因產(chǎn) 生抗性的速度非?？?，僅僅利用一個或幾個基因是完全不夠的，需要研究人員去不斷發(fā)現(xiàn)、 驗證和利用新的抗蟲基因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種植物抗蟲基因及其應(yīng)用。
[0007] 在本發(fā)明的第一方面，提供一種提高植物抗蟲性的方法，包括：將A0C4多膚或 0PR7多膚的編碼基因?qū)胫参镏小?br>[000引在一個優(yōu)選例中，所述的方法包括：
[0009] (1)提供攜帶表達載體的農(nóng)桿菌，所述的表達載體含有A0C4多膚或0PR7多膚的編 碼基因；
[0010] (2)將植物細胞或組織或器官與步驟（1)中的農(nóng)桿菌接觸，從而使A0C4多膚或 0PR7多膚的編碼基因轉(zhuǎn)入植物。
[0011] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括：
[0012] (3)選擇出轉(zhuǎn)入了所述的多核巧酸的植物細胞或組織或器官；和
[0013] (4)將步驟（3)中的植物細胞或組織或器官再生成植物。
[0014] 在另一優(yōu)選例中，所述的0PR7多膚選自下組：
[00巧](a)如SEQ ID NO:4氨基酸序列的多膚；
[001引 化）將SEQ ID NO:4氨基酸序列經(jīng)過一個或多個（如1-20個；更佳地1-10個厘 佳地1-5個；更佳地1-3個）氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有抑制或驅(qū)避 昆蟲功能的由（a)衍生的多膚；
[0017] (C)與SEQ ID NO:4氨基酸序列的多膚具有70% W上（較佳地80% W上厘佳地 85% W上；更佳地90% W上；更佳地95% W上；更佳地98% W上；更佳地99% W上）的序列相 似性，且具有抑制或驅(qū)避昆蟲功能的由（a)衍生的多膚。
[0018] 在另一優(yōu)選例中，所述的A0C4多膚選自下組：
[0019] (a)如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多膚；
[0020] 化）將SEQ ID NO: 2氨基酸序列經(jīng)過一個或多個（如1-20個；更佳地1-10個；更 佳地1-5個；更佳地1-3個）氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有抑制或驅(qū)避 昆蟲功能的由（a)衍生的多膚；
[00川 （C)與SEQ ID NO:2氨基酸序列的多膚具有70% W上（較佳地80% W上厘佳地 85% W上；更佳地90% W上；更佳地95% W上；更佳地98% W上；更佳地99% W上）的序列相 似性，且具有抑制或驅(qū)避昆蟲功能的由（a)衍生的多膚。
[002引在另一優(yōu)選例中，所述的A0C4多膚的編碼基因的核巧酸序列如SEQ ID NO: 1 ;或 所述的0PR7多膚的編碼基因的核巧酸序列如SEQ ID N0:3。
[0023] 在本發(fā)明的另一方面，提供由所述的提高植物抗蟲性的方法獲得的轉(zhuǎn)基因植物。
[0024] 在本發(fā)明的另一方面，提供A0C4多膚或0PR7多膚或它們的編碼基因的用途，用于 提高植物抗蟲性；或用于作為判斷植物抗蟲能力的分子標(biāo)記。
[00巧]在本發(fā)明的另一方面，提供一種鑒定植物的抗蟲能力方法，包括：檢測待測植物中 A0C4多膚或0P R7多膚的表達；若待測植物中A0C4多膚或0PR7多膚的表達量高于（較佳 地為在統(tǒng)計學(xué)上高于，如高20% W上；更佳地高50% W上；更佳地高80% W上）感蟲植物中 該多膚的表達量；則該種植物是具有抗蟲能力的植物。
[0026] 在另一優(yōu)選例中，采用SEQ ID N0:5和6,或采用SEQ ID N0:7和8的引物，通過 PCR鑒定所述多膚的編碼基因的轉(zhuǎn)錄情況，從而得知該多膚的表達情況。
[0027] 在另一優(yōu)選例中，所述的植物是禾本科植物。
[0028] 在另一優(yōu)選例中，所述的昆蟲是同翅目昆蟲化omoptera)或鱗翅目昆蟲 (Lepidoptera)。
[0029] 在另一優(yōu)選例中，所述的同翅目昆蟲包括但不限于：褐飛風(fēng)（Nilaparvata lugens)、白背飛風(fēng)（Sogatella furcifera)和灰飛風(fēng)（Xaodelphax striatellus)。
[0030] 在另一優(yōu)選例中，所述的鱗翅目昆蟲包括但不限于；稻頓蟲，如二化頓（化ilo suppressalis)。
[0031] 在另一優(yōu)選例中，所述的昆蟲是同翅目飛風(fēng)科值el地acidae)昆蟲，或鱗翅目頓 蛾科昆蟲（Pyralididae)。
[0032] 本發(fā)明的其它方面由于本文的公開內(nèi)容，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見 的。
【附圖說明】
[003引圖1、A0C4基因在抗蟲品種RHT和感蟲品種TN1中的差異表達。
[0034] 圖2、A0C4和0PR7基因參與的代謝通路及其超表達株系。
[00巧]A.榮莉酸代謝通路，顯示A0C和0PR7是代謝通路中最后兩個關(guān)鍵酶；B. A0C4的4 個超表達株系，與野生型相比，4個株系0E2，0E7，0E14和0E25的超表達倍數(shù)分別為36，40， 53和69倍；C. 0PR7的4個超表達株系，與野生型相比，4個株系0E1，0E14,0E26和0E35的 超表達倍數(shù)分別為45,12,8和16倍。
[0036] 圖3、A0C4和0PR7基因超表達株系的苗期抗飛風(fēng)鑒定結(jié)果。
[0037] 圖4、A0C4和0PR7基因超表達株系的分葉期抗飛風(fēng)鑒定結(jié)果。
[003引圖5、稻飛風(fēng)在A0C4和0PR7基因超表達株系上取食后排泄的蜜露量。
[0039] 圖6、稻飛風(fēng)在A0C4和0PR7基因超表達株系上生長及存活。
[0040] 圖7、稻頓蟲在A0C4和0PR7基因超表達株系上生長及危害情況。
【具體實施方式】
[0041] 本發(fā)明人經(jīng)過廣泛的研究，從抗蟲性水稻植株中找到了對有害昆蟲具有抗生作用 (具有抗蟲性）的抗蟲基因。所述基因可用于制備對昆蟲有抗生作用的轉(zhuǎn)基因植物，或在育 種領(lǐng)域作為一種篩選抗蟲植物的分子標(biāo)記。
[0042] 術(shù)語
[0043] 如本文所用，所述的"植物"沒有特別的限制，只要所述"植物"是易于被昆蟲（如 同翅目昆蟲或鱗翅目昆蟲）侵害的，如各種農(nóng)作物花弁植物、或林業(yè)植物等。所述的植物 比如可W是（不限于）：雙子葉植物、單子葉植物、或裸子植物。更具體地，所述的植物包括 (但不限于）；棉花、小麥、大麥、黑麥、水稻、玉米、高梁、甜菜、蘋果、梨、李、桃、杏、禮桃、草 霉、木霉、黑霉、豆、扁豆、魏豆、大豆、油菜、芥、S粟、齊域果、向日葵、挪子、當(dāng)麻油植物、可 可豆、花生、