[发明专利]靶向型杀蚊毒素

说明书

本文所述的杀虫毒素是由与毒素结构域融合的靶向结构域组成的融合毒素肽。该靶向肽通过使融合毒素肽以导致杀虫活性的方式结合蚊产生与蚊的特异性结合。本文所述的转基因植物通过在花蜜中表达杀虫毒素蛋白而杀蚊，所述杀虫毒素蛋白包括靶向肽以确保对蚊的特异性。这些转基因植物是安全性的榜样，因为它们是非农作物植物并且对一个蚊的种具有特异性。

背景技术

本申请要求于2017年4月4日提交的标题为“靶向型杀蚊毒素”的美国临时专利申请No.62/481,199的优先权，其全部内容通过援引加入合并于此。

本发明涉及靶向型杀蚊毒素和经改造以产生杀蚊毒素从而控制蚊种群的植物。

蚊是被最普遍不喜欢的害虫之一。除了它们常见的令人讨厌的因素，它们还是许多致命和破坏性疾病的携带者。蚊传播的疾病每年在全球造成数百万人死亡，特别是在发展中国家。疫苗仅在一定比例的病毒性疾病中开发成功。每隔十年，新病原体的出现都会加剧这些困难，例如当前的寨卡病和基孔肯雅病的威胁。

控制蚊种群的努力包括旨在去除死水的局域性努力，以及总体而广泛的杀虫剂喷洒。这些努力并未显示出巨大的成功，并且在喷洒杀虫剂的情况下，对非靶标物种产生了负面影响。杀虫剂计划一直是美国控蚊的主要手段，但杀虫剂可能会带来生态后果，如2016年在南卡罗来纳州响应于寨卡病毒威胁进行的杀虫剂处理所导致的大规模蜜蜂杀伤中所见。驱蚊剂在有限的情况下有效，但是，对于日常生活(尤其是家庭)而言，可能无法遵循每天使用驱蚊剂的原则。即使采用现有的蚊虫控制措施，美国的许多公民还是在夏天只是呆在室内，以避免疾病传播的风险以及蚊的烦扰。

发明内容

本发明涉及对蚊有毒但对非靶标昆虫种类无毒的靶向型杀虫蛋白。本发明还涉及经改造以产生毒素的植物。在具体的实施方案中，所述转基因植物表达杀虫毒素蛋白，其包含靶向肽以确保对蚊的特异性。杀虫毒素可以在植物生成的花蜜中产生。这些植物代表了一种生态敏感，具有成本效益且长期的方法，该方法利用了蚊的种群对花蜜摄食的关键性要求。

蚊种群严重依赖花蜜作为食物来源。雄性使用花蜜和其他糖源作为唯一的营养来源，而雌性则依靠它来为其寻血飞行提供能量，从而为越冬和其他目的做准备。利用这一事实，已证明掺有杀虫剂的糖饵是控蚊的可行措施。但是，最好避免完全使用杀虫剂。适当的且有效的杀蚊肽递送机制将使生物安全控蚊策略成为可能。

已经制备了针对特定生物体的毒性肽。使用靶向肽已经改变了抗微生物肽的特异性，并且已经在大肠杆菌中以高产率产生了融合体。已经产生了对金黄色葡萄球菌和变形链球菌具有特异性毒性的化学合成融合肽。此外，显示出表达靶向型融合肽的转基因植物对镰刀菌根腐真菌和蚜虫具有特异性抗性。

本发明内容涉及具有融合在一起的对蚊特异的靶向肽和毒素肽的靶向型融合肽。该靶向肽确保融合肽仅被蚊以某种诱导毒素毒性的方式吸食或结合。除非以这种方式吸食或结合所述融合肽，否则该毒素肽将没有毒性。因此，将所述的肽靶向蚊会产生对非蚊昆虫无作用的毒素。靶向型融合肽可以在包括酵母或大肠杆菌的任何合适的生物体中表达，然后被提取、分离或纯化，以用作杀蚊毒素。

在一些实施方案中，将植物改造成以确保蚊子吸食、消耗、暴露于或以其他方式摄取该肽的方式来生产所述靶向型融合肽。在一些实施方案中，改造花蜜植物以在花蜜中表达所述的靶向型融合肽。花蜜是蚊子生命周期的重要组成部分，对它们非常有吸引力。雄性蚊子依靠花蜜或提供的糖源来维持生存，而雌性蚊子则需要花蜜来驱动他们的寻血飞行。非花蜜植物也可以被改造以表达靶向型融合肽，条件是它以允许蚊消耗或吸食所述肽毒素的方式表达。