[发明专利]CYP710A1基因或其蛋白的应用

说明书

本发明涉及遗传育种技术领域，尤其涉及CYP710A1基因或其蛋白的应用。本发明公开了CYP710A1基因在提高植物抗虫性中的用途，将来源于拟南芥的甾醇C‑22脱氢酶‑1(AtCYP710A1)基因通过农杆菌介导的遗传转化方法导入拟南芥受体材料中，获得了多个转基因阳性株系。室内抗虫实验表明转基因植物饲喂的棉铃虫和对照组比较，其体内的胆固醇含量显著下降，一龄幼虫的体重明显降低，世代历期明显延长。转基因植物饲喂的绿盲蝽和对照组比较，3、4龄虫的生存率显著降低。因此，在植物中超量表达CYP710A1基因可以显著影响植物害虫的生长发育，从而减少植物害虫对植物的损害。

技术领域

本发明涉及遗传育种技术领域，尤其涉及CYP710A1基因或其蛋白的应用。

背景技术

保障粮食生产是国家生存和繁荣昌盛的根本条件，也是我国的根本国策之一。虫害是农植物减产的主要原因之一，全球气候变暖又加重了植食性昆虫对植物的危害然,预计每年因虫害造成的全球植物产量损失高达15-25％。目前化学杀虫剂还是控制虫害的主要方法，但是大量使用化学杀虫剂会对环境造成极大的污染，虽然Bt抗虫植物已经的到了广泛的应用，但是其抗虫谱狭窄：只对鳞翅目昆虫有效，同时由于Bt基因只在叶肉组织里表达因而只能对食叶型昆虫有控制作用，而对刺吸型昆虫却没有作用。更值得注意的是由于对Bt植物生产过程，化学除草剂的大幅减少，加剧了非靶标害虫的危害。另外，由于Bt植物的大面积，长时间的种植，昆虫逐渐产生的对Bt毒素的抗性成为“超级害虫”。所以发现新的，有效的抗虫方法是急需解决的问题。

昆虫和所有其他动物一样，需要胆固醇作为其细胞膜的必不可少的组成部分，用以调节动物细胞膜的通透性，和维持细胞膜的流动性。同时胆固醇还是昆虫合成其生长发育必须的甾体激素，蜕皮激素，的前体化合物。因此打破昆虫体内的胆固醇动态平衡，就可以有效的控制有害昆虫对植物的损害。和绝大部分动物不一样，虽然胆固醇是昆虫必需的营养物质，但是昆虫自己却不能合成胆固醇，而要从其食物当中获取。草食性昆虫则必须从其摄取的植物材料中获取胆固醇。

但是植物和动物的甾醇合成有着极大的区别：在植物体内胆固醇的含量极低，不足以满足草食昆虫对胆固醇的需求。因此，食草昆虫就进化了特殊的甾醇代谢路径，可以把摄食的植物甾醇转换成其必需的胆固醇来满足其生长发育以及生殖的需要。然而昆虫并非可以转化所以植物甾醇，对植物甾醇的化学结构有着极其严格的要求，根据这个特性，植物甾醇可以被分为昆虫“可利用甾醇”和“不可利用甾醇”两类。很显然，通过生物工程的手段来减少目标植物当中的可利用甾醇的含量，就可以打破以其为食的害虫的胆固醇平衡，影响害虫的正常生长发育生殖，从而赋予转基因植物对抗虫害的特性。

在目前种植的粮食和经济植物当中，其植物甾醇的组成主要包括谷甾醇(sitosterol)，70％-90％；油菜甾醇(Campesterol)，5％-25％和豆甾醇(Stigmasterol),0％-5％。迄今为止所有的昆虫饲喂实验都表明谷甾醇可以被所以测试的昆虫利用，是昆虫可利用甾醇，而与其先对的是豆甾醇则不能被相对部分的昆虫有效利用，因而可以归为昆虫不可利用甾醇的类别。利用这一特性，有望开发更多的抗虫植物的新品种，但目前为止，尚未见相关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供CYP710A1基因或其蛋白在抗虫植物育种的应用。

本发明提供了如下I)～V)中的至少一种在提高植物抗虫性中的应用；

I)、CYP710A1蛋白；

II)、在CYP710A1蛋白的氨基酸序列中经取代、缺失或添加一个或多个氨基酸，且与CYP710A1具有相同或相似功能的蛋白；

III)、编码I)或II)所述蛋白的核酸分子；

IV)、在III)的所述核酸分子的核苷酸序列中经取代、缺失或添加一个或多个核苷酸，且能编码相同或相似功能蛋白的核酸分子；