[发明专利]褐飞虱NCS2基因或编码的蛋白作为靶点在制备防治褐飞虱药物中的应用

说明书

本发明公开了褐飞虱NCS2基因或编码的蛋白作为靶点在制备防治褐飞虱药物中的应用，涉及植物基因工程技术领域。本发明发现水稻害虫褐飞虱NCS2基因在防治褐飞虱中的作用，由于褐飞虱具有高效的RNAi效果，可以利用这一优势干扰褐飞虱NCS2基因在虫体内的表达。通过RNAi技术获得NCS2基因的dsRNA，并通过显微注射的方式沉默NCS2基因后，以降低其转录水平，能够有效抑制褐飞虱个体发育、卵巢发育和降低产卵量，达到抑制害虫生长发育和生殖的能力，从而抑制褐飞虱的繁殖，实现褐飞虱的防治。本发明在进行NCS2基因功能研究时发现运用RNAi技术干扰该基因在褐飞虱2‑5龄期若虫的表达时产生了明显的致死效果。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，尤其涉及褐飞虱NCS2基因或编码的蛋白作为靶点在制备防治褐飞虱药物中的应用。

背景技术

细胞内钙离子是真核细胞中重要的第二信使。钙离子结合蛋白介导了细胞内钙信号传导。大多数钙离子结合蛋白含有一对或多对EF-hand结构域。EF-hand结构域对钙离子具有很高的亲和性。EF-hand结构域通常为29个氨基酸并且具有螺旋-环-螺旋的结构(Tsujimoto T，Jeromin A， Saitoh N，Roder JC，Takahashi T.2002.Neuronal calciumsensor 1 and activity-dependent facilitation of P/Q-type calcium currents atpresynaptic nerve terminals.Science，295(5563)：2276-2279.)。神经钙离子感受器(NCS)家族成员属于含有EF-hand结构域的钙离子结合蛋白。NCS基因往往在神经系统特异性高表达，主要功能是调控神经递质释放、细胞表面受体和离子通道、基因转录、神经元生长、发育以及生存(McCue HV， Haynes LP，Burgoyne RD.2010.The diversity of calciumsensor proteins in the regulation of neuronal function.Cold Spring Harborperspectives in biology，2(8)：a004085.)。NCS2是一个新发现的NCS家族成员，迄今为止NCS2仅存在于线虫和昆虫中。NCS2的功能也只在线虫中进行过研究，其在线虫的神经突触兴奋和抑制平衡中具有重要作用。然而，不同于线虫的NCS2蛋白结构，昆虫的NCS2蛋白只含有三个EF-hand结构域。由于昆虫NCS2蛋白功能不清，于是我们以模式昆虫褐飞虱作为研究对象解析NCS2蛋白的生理功能。褐飞虱(学名Nilaparvata lugens，英文名brownplanthopper)只取食水稻汁液，引起植株萎焉枯死，是当前我国乃至亚洲水稻生产的重要害虫。褐飞虱常呈现间歇猖獗态势，暴发年份虫量激增。目前对于褐飞虱爆发成灾的发生规律及灾变机制缺乏足够的理解。为了遏制褐飞虱为害水稻作物，现阶段普遍采取化学防治的手段，但往往事倍功半。杀虫剂施用在杀伤褐飞虱天敌的同时刺激了害虫繁殖，形成种群再猖獗态势，同时也加剧了环境污染，带来农产品质量安全风险。鉴于褐飞虱已成为危及我国水稻粮食安全和生态安全的最严重的生物灾害，找到有效的害虫靶标基因，通过生物防治的方法减轻目标害虫对水稻作物造成的经济损失具有重要的科学意义。褐飞虱具有系统性RNAi现象，系统性RNAi能够高效而且长时间地沉默宿主基因的表达，因此褐飞虱已成为运用RNAi研究基因功能的新的模式昆虫。由于 NCS2基因只存在于昆虫和线虫中，因而利用该基因生产转基因植物对包括人类在内其他动物不会产生毒副作用，因而在保障粮食安全中将能够发挥重大作用。

发明内容

本发明提供了褐飞虱NCS2基因作为靶点在制备防治褐飞虱药物中的应用以及褐飞虱NCS2基因的dsRNA和其在制备防治褐飞虱药物中的应用，该基因能够实现对环境友好的绿色害虫防控策略，提高转基因水稻作物的抗虫性，为培育抗水稻害虫新品种提供新的基因资源。

具体技术方案如下：

本发明提供了褐飞虱NCS2基因或编码的蛋白作为靶点在制备防治褐飞虱药物中的应用。