[发明专利]一种植物介导的沉默小菜蛾精氨酸激酶基因PxAK的RNAi载体及其应用

说明书

本发明属于农业生物技术领域，涉及一种可以在转基因植物中表达小菜蛾精氨酸激酶基因PxAK的双链RNA（dsRNA）结构的RNAi载体，通过农杆菌介导的方法将该RNAi载体导入植物基因组，从而获得抗小菜蛾的转基因植株。本发明通过接虫试验，表明转基因植株可以导致小菜蛾PxAK基因的转录水平下调66.5%‑79.7%，从而降低了化蛹率，导致死亡率升高了17.5%，为小菜蛾的防治提供了一种新方法，也为害虫防治提供了新策略。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，涉及一种可以在转基因植物中表达小菜蛾精氨酸激酶基因PxAK双链RNA（dsRNA）结构的RNAi载体，通过农杆菌介导的方法将该RNAi载体导入植物基因组，从而获得抗小菜蛾的转基因植株，为小菜蛾的防治提供一种新的策略。

背景技术

小菜蛾(Plutella xylostella L.)是十字花科蔬菜上的全球性重要害虫之一，据估计小菜蛾对我国的经济损失和防治费用每年高达7.7亿美元(Li et al., 2016)。目前，防治小菜蛾的手段依然是以化学农药为主，但大量使用农药不仅对其它生物甚至人类造成危害，而且对环境也会造成污染，更严重的是会对小菜蛾形成抗药性定向选择。已有报道表明小菜蛾对绝大部分农药已经产生了抗药性，并且是第一个被报道在田间对Bt蛋白毒素产生抗性的昆虫(Furlong et al., 2013)。因此，防治小菜蛾的新技术研发已是迫在眉睫。

RNA干扰（RNAi）指外源或内源的双链RNA（double strand RNA，dsRNA）引起生物体内与之互补配对的信使RNA（mRNA）的裂解或抑制其蛋白的表达，这一现象于1998年在线虫中首次报道(Fire et al., 1998)。RNAi技术作为一种基因调控的有效手段，目前已被广泛的应用于昆虫功能基因组学和害虫防治等的研究(胡少茹等, 2019)。在早期的RNAi研究中，一般是通过注射、混合食料饲喂等方式实现基因沉默的效果，但是这些方式在田间害虫防治中的应用比较困难，2007年首次出现了利用转基因植物表达害虫基因dsRNA来防治棉铃虫的报道，即植物介导昆虫RNAi防治害虫(Mao et al., 2007)。通过转基因植物表达害虫靶标基因dsRNA的方式为田间害虫治理提供了一种有效的解决思路。

精氨酸激酶（Arginine kinase，AK）是一种磷酸激酶，可以催化昆虫体内的ATP转化为ADP，从而释放生长发育所需的能量，是昆虫体内唯一提供能量的方式(Zhou et al.,2000)。有报道表明喂食黄曲条跳甲精氨酸激酶基因的dsRNA后，黄曲条跳甲出现了发育延迟、死亡率升高和繁殖力下降等症状(Zhao et al., 2008)，这说明了精氨酸激酶基因具有作为植物介导昆虫RNAi防治害虫的靶标基因的潜力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以在转基因植物中表达小菜蛾精氨酸激酶PxAK基因dsRNA结构的RNAi载体，通过农杆菌介导的方法将该RNAi载体导入植物基因组，从而获得抗小菜蛾的转基因植株，为小菜蛾的防治提供一种新的策略。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：