[发明专利]水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA及其应用

说明书

本发明提供了水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA及其应用，属于基因工程技术领域。水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA是在csu‑novel‑miR260的基础上删除3'端6～7nt核苷酸序列后形成的。所述截短miRNA在水稻抗二化螟或构建转基因水稻中的应用。根据截短miRNA的核苷酸序列，本发明还提供了水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的miRNA激动剂。实验证明，截短miRNA通过转基因水稻细胞表达或直接体外饲喂，均能抑制二化螟体内蜕皮激素合成途径中Dib基因的表达，从而抑制蜕皮激素的合成实现二化螟杀灭目的。可见截短miRNA保留抗虫活性，为二化螟杀灭提供新手段。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA及其应用。

背景技术

水稻是人类最重要的主粮作物之一，全球约一半人口以水稻为主食。目前，水稻是我国的第二大作物，常年种植面积约3000万多公顷。二化螟(Chilo suppressalis Walker)为鳞翅目螟蛾科，是我国水稻生产上为害最为严重的钻蛀螟虫之一。二化螟幼虫危害分蘖期水稻，造成枯鞘和枯心苗；为害孕穗和抽穗期水稻，造成枯孕穗和白穗；危害灌浆、乳熟期水稻，造成半枯穗和虫伤株。二化螟幼虫的危害可导致水稻减产严重时甚至绝收，从而威胁我国的粮食安全。

目前生产上主要依赖于化学合成的杀虫剂来控制二化螟的危害，这种防治方式存在多种弊端。首先，害虫可以迅速产生抗药性而使得化学杀虫剂的效果不佳甚至失效；其次，化学杀虫剂的残留会危害人体健康，破坏生态环境。另外喷施杀虫剂需要耗费人力增加生产成本。因此，利用基因工程策略提高水稻的抗虫性是一种相对经济和环境友好的害虫控制策略。

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码、长度约为22个核苷酸(nt)的非编码单链RNA分子，在动、植物中通常以转录后或翻译后调控的方式发挥功能，广泛参与调控生物体的生长、发育、代谢等生理活动。He等(2007)的研究发现7个二化螟的内源miRNA参与调控蜕皮激素的合成。其中，一个新鉴定的27nt的二化螟miRNA(csu-novel-miR260)可以抑制蜕皮激素合成途径中Dib(disembodied)基因的功能，Dib编码一个细胞色素P450蛋白，催化2,22-二脱氧-3-脱氢蜕皮激素在C22位加氧形成2-脱氧-3脱氢蜕皮激素,从而调控蜕皮激素的合成。蜕皮激素对于二化螟幼虫的发育至关重要，向二化螟的幼虫体内注射csu-novel-260的模拟物可以抑制蜕皮激素的合成，从而显著提高二化螟幼虫的致死率，证明该miRNA具有应用于控制二化螟为害的潜力。目前还没有关于将该miRNA应用于植物，构建转基因抗虫植物的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA，有效控制二化螟的危害。

本发明提供了水稻中阻断二化螟蜕皮激素合成途径的截短miRNA，在csu-novel-miR260的基础上删除3'端6～7nt核苷酸序列后形成的miRNA；

所述csu-novel-miR260的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

优选的，包括20nt的截短miRNA和/或21nt的截短miRNA；

所述20nt的截短miRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示；

所述21nt的截短miRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。

本发明提供了所述截短miRNA在水稻抗二化螟或构建转基因水稻中的应用。

优选的，所述抗二化螟的方法是在水稻中表达截短miRNA，食用所述水稻的二化螟体内蜕皮激素合成途径中Dib基因表达受到抑制，从而抑制蜕皮激素的合成实现二化螟杀灭目的。