[发明专利]飞蝗粘蛋白Mucin17、其编码基因及其应用

说明书

本发明公开了一种飞蝗粘蛋白Mucin17、其编码基因及其应用。本发明首先从飞蝗中克隆了飞蝗粘蛋白基因Mucin17，并对飞蝗粘蛋白基因Mucin17设计引物，合成了用于干扰飞蝗粘蛋白基因Mucin17的dsRNA，且运用注射法将dsRNA导入飞蝗对飞蝗粘蛋白基因Mucin17进行RNAi。结果表明：有效沉默飞蝗粘蛋白基因Mucin17后可导致飞蝗死亡以及影响飞蝗翅和后足的发育。本发明为更深入理解粘蛋白在飞蝗发育中的作用机制，同时为基于RNA干扰的害虫防治提供新的靶标，具有理论意义和广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及飞蝗粘蛋白Mucin17、其编码基因及其应用。

背景技术

飞蝗是一种洲际性的农业害虫，主要分布于亚、欧、非、澳四大洲，我国大部分地区都有分布。其主要威胁玉米、谷子等禾本科农作物，在饥饿情况下，还取食大豆、白菜及向日葵等。飞蝗具有跳跃性以及功能强大的前后翅，具有远距离、大规模迁移的生理功能，使其活动空间从平面向立体扩展，行动半径大大提高，从而在觅食、求偶、避敌和扩大分布效率等方面都得到大幅度提高。因此，蝗灾一旦爆发，将会对我国的粮食安全和农业增收造成非常严重的影响。目前对其防治主要依靠化学防治，然而长期施用化学杀虫剂导致一系列问题，如环境污染，抗药性产生和对非靶标生物的危害等。因此，开发新型、可替代化学防治的方法变得极其紧迫。

粘蛋白(Mucin)是一种相对分子质量较高的糖蛋白家族，是人类等哺乳动物上皮细胞产生的粘液中的主要成分，广泛地分布于消化道，对消化道粘膜起保护和润滑作用。目前已发现21种粘蛋白家族成员，可分为膜结合型和分泌型两个亚家族。正常生理状况下Mucin起着润滑、保护、屏障等作用，参与细胞黏附、信号转导、细胞-细胞间的相互作用，异常表达的 Mucin参与调控肿瘤细胞的分化、增殖、浸润和转移以及化疗药物抵抗等过程。在昆虫中，肠道粘蛋白(Intestinal mucin)主要构成围食膜的成分，如烟草天蛾、棉铃虫等。在脊椎动物和无脊椎动物中，Mucin蛋白是一类高度O连接糖基化蛋白，在组织完整性、分泌及分泌小泡形成、生物发育等过程具有重要作用，可作为害虫防治的潜在靶标。

RNA干扰(RNAi)是一种由双链RNA分子引起的特异性转录后基因沉默的现象，自2006 年获得诺贝尔奖以来，RNAi技术一直跻身于科技前沿。RNAi不仅是研究基因功能的有力工具，同时在害虫防治方面也具有极大潜力。通过RNA干扰进行害虫防治具有如下特点：1)杀虫具有专一性，对非靶标生物无杀伤作用；2)RNA在自然界极易降解，无残留；3)对环境无毒无害，相对安全。因此，国内外学者将其称为第四代杀虫剂。基于RNA干扰进行害虫防治的基础技术是筛选靶标序列获得具有高致死作用的dsRNA。

发明内容

针对飞蝗迁飞性和跳跃性的特点，本发明基于RNA干扰技术，选取粘蛋白基因为对象，利用其重要生物学功能来进行害虫防治，安全高效，是一种环境友好型、对人类无毒无害、特异性的新型分子靶标，在害虫防治领域具有广阔的应用前景。

本发明提供的粘蛋白来源于飞蝗，其名称为Mucin17。所述Mucin17的基因序列如SEQ ID NO：1所示。该基因序列是基于飞蝗整虫转录组数据库，搜索获得的片段通过BioEdit软件结合飞蝗基因组序列对其进行拼接，然后经PCR扩增、克隆测序获得。

Mucin17基因编码的氨基酸序列是如SEQ ID NO：2所示的蛋白质。

本发明提供的一种飞蝗粘蛋白基因dsRNA，其核苷酸序列是SEQ ID NO：3，是根据SEQ ID NO：1通过primer premier 5.0软件设计含有T7启动子的上游引物SEQ ID NO：4和下游引物SEQ ID NO：5，通过PCR扩增获得SEQ ID NO：3，其产物含有T7启动子。产物经纯化后按照T7RiboMAX^TMExpress RNAi System(Promega)试剂盒说明体外转录合成dsRNA。