[发明专利]一种人工合成的植物抗虫蛋白及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种人工合成的植物抗虫蛋白及其制备方法和应用。本发明提供一种蛋白，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(a)衍生的蛋白质。本发明对野生型苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白编码基因(Cry51Aa1基因)序列进行密码子优化改造，得到优化后的RLTP基因，将该优化后的基因表达蛋白，可以起到杀虫的效果，将该基因转化到植物中，得到抗虫性显著提高的转基因植物，为植物虫害的治理提供广阔的应用前景，也为植物的抗虫基因工程研究与开发提供一种高效杀虫蛋白基因。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种人工合成的植物抗虫蛋白及其制备方法和应用。

背景技术

植物虫害是导致农作物损失的主要因素，给农民造成重大的经济损失，甚至影响到当地人口的生存状况。广谱化学杀虫剂已被广泛用于控制具有重要农业意义的害虫，但带来的环境问题又阻碍了杀虫剂的进一步应用。使用生物控制各种害虫在一定情况下是可行的，最好的例子是来自革兰氏阳性菌苏云金芽孢杆菌(Bacillus Thruingiensis,Bt)的δ-内毒素。这种杀虫蛋白被用作生物杀虫制剂可有效地对抗许多鳞翅目害虫。但使用Bt杀虫制剂的重要限制是这种杀虫蛋白在环境中容易被降解，在生产上要重复施用，大大增加了成本从而为农业生产的实际应用带来困难，造成这些生物制剂的应用有限。

近年来，随着转Bt基因棉在我国的大面积种植，棉铃虫得到了有效控制，但由于棉田中减少了化学药剂的使用，盲蝽蟓上升为主要害虫，同时由于农业产业结构调整，果树和蔬菜的种植面积大幅度增加，为盲蝽蟓提供了丰富的寄主植物和适宜的越冬场所，发生危害日趋严重。盲蝽蟓的寄主范围非常广泛，有38科147种之多，其中主要有锦葵科、豆科、菊科、十字花科及多种果树林木等，在田间有转主危害的特征，且具有发生世代长、世代重叠严重的特点，在田间十分活跃，活动隐蔽，给防治带来了很大困难。目前对盲蝽蟓的防治仍以化学防治为主，但杀虫剂的短期使用会使盲蝽蟓产生亚致死效应，长期不合理使用会导致抗药性的发生，从而加大防治难度。

从棉花出苗到拔棉柴，棉蓟马的危害贯穿棉花一生。除棉花根部，棉蓟马危害棉株所有器官。所以症状和后果多种多样。幼苗期暴发可造成大量无头苗和多头苗；蕾期暴发可造成茎秆畸形、叶功能受损和幼蕾脱落；花铃期暴发可严重影响叶功能，造成严重和过度早衰。由于小虫在棉株上广泛分布，后期植株高大、器官交错，对喷药质量要求很高，很难得到满足。所以它经受各种农药的打击杀伤压力，大于其他害虫。现在保存下来的种群，都是对常用农药抗耐能力很强的。这给用药防治增加了很大难度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白质。

本发明提供的蛋白质，命名为RLTP(Resistant Lygocoris lucorum and ThripsSchrank protein)蛋白，是如下(a)-(d)中任一种蛋白质：

(a)其氨基酸序列包括序列表中序列2所示的氨基酸序列；

(b)其氨基酸序列由序列表中序列2所示的氨基酸残基组成；

(c)将(a)或(b)的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有抗虫功能的由(a)或(b)衍生的蛋白质；

(d)与(a)或(b)限定的蛋白质至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且具有抗虫功能的蛋白。

其中，序列2由309个氨基酸残基组成。

上述(b)中的RLTP蛋白可先合成其编码基因(序列1)，再进行生物表达得到。上述(b)中的RLTP蛋白的编码基因可通过将序列1的第1-930位核苷酸所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变得到。