[发明专利]昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因及其在害虫防治中的应用

说明书

本发明公开了一种昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因及其在RNAi介导的害虫防治方面的应用。该基因在昆虫中高度保守，在昆虫的蜕皮过程的表皮中高表达。以东亚飞蝗为例，从其转录组中获取I型几丁质结合蛋白AA10(LmAA10‑1)基因，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示；并以其为模板，设计一段长414bp的核苷酸序列SEQ ID NO：4，并以此为模板合成该基因的dsRNA。将其注射进入飞蝗体腔后可以特异性的沉默靶标基因的表达，死亡率高达90％，具有高特异性和高致死率的特点。本发明提供的昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因，促进该基因转录本降解的物质或抑制该基因转录本合成的物质均可以作为害虫的杀虫剂，实现对害虫的有效防治。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因及其在RNAi介导的害虫防治方面的应用。

背景技术

几丁质是一种由β-1,4糖苷键连接N-乙酰-β-D葡萄糖胺聚合而成的线型多聚糖复合物，是昆虫表皮的主要成分，对昆虫的生长发育起重要作用。昆虫的变态发育依赖于对体内几丁质生物合成和降解的精确控制。以昆虫蜕皮阶段为例，涉及到新表皮的正确装配以及旧表皮的成功蜕去。干扰昆虫几丁质的新陈代谢将导致昆虫发育异常甚至死亡，因此编码几丁质代谢酶的相关基因无疑是杀虫剂的理想靶标基因。研究发现，在昆虫表皮中存在一种高度保守的I型几丁质结合蛋白AA10基因，其在蜕皮阶段的昆虫表皮中明显上调表达，参与昆虫新旧表皮的更替。而目前对昆虫这一类基因还未有报道。由于AA10通过调控几丁质的代谢影响昆虫的生长发育，而人类、高等动物、植物并不含有几丁质，故将其作为害虫的防御靶标相对安全，基于AA10基因研发新型杀虫剂，在害虫防治方面具有很大的潜力。

东亚飞蝗是我国主要的农业害虫之一，由于其分布面积广泛且呈现高密度群居的特点，因此爆发频率高且致灾严重，这对于我国农业生产无疑构成了严重的威胁。目前我国控制蝗虫危害的主要手段仍然是采用化学药剂防治，但是长期大范围的施用化学农药，将导致蝗虫的抗药性逐年增加，使化学农药的防治效能逐渐降低，同时带来了农药污染等一系列次生问题。因此，开发一种对环境友好且经济效果好的防治手段迫在眉睫。因此，本发明选择农业害虫东亚飞蝗作为评估AA10基因功能重要性的的模式生物。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种对昆虫生长发育具有关键作用的、昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因，及其在RNAi介导的害虫防治方面的应用，通过实验验证了具有高特异性和高致死率的特点。本发明提供的昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因，促进该基因转录本降解的物质或抑制该基因转录本合成的物质均可以作为害虫的杀虫剂，可以利用该基因展开抑制剂的开发，实现对害虫的有效防治。

本发明首先提供了一种在昆虫中高度保守的昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因。该基因在东亚飞蝗，家蚕，玉米螟等昆虫中主要存在于表皮之中，分别为东亚飞蝗I型几丁质结合蛋白AA10基因(LmAA10-1)，亚洲玉米螟I型几丁质结合蛋白AA10基因(OfAA10-1)，家蚕I型几丁质结合蛋白AA10基因(BmAA10-1)；该基因在蜕皮阶段上调表达。

具体的，在本发明的实施例中，通过生物信息学方法，以东亚飞蝗为研究对象，从其转录组中获取东亚飞蝗I型几丁质结合蛋白AA10(LmAA10-1)基因的cDNA序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，及其编码的氨基酸如SEQ ID NO：5所示。

通过在线软件对已获得的昆虫I型几丁质结合蛋白AA10基因进行翻译，获得东亚飞蝗LmAA10-1、亚洲玉米螟OfAA10-1以及家蚕BmAA10-1的氨基酸序列，功能预测三种AA10-1均具有几丁质结合域，且序列的相似程度很高。所述亚洲玉米螟I型几丁质结合蛋白AA10基因(OfAA10-1)的cDNA序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO：6所示，及其编码的氨基酸序列，其序列如SEQ ID NO：7所示。所述家蚕I型几丁质结合蛋白AA10基因(BmAA10-1)的cDNA序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO：8所示，及其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：9所示。