[发明专利]一种智能设计基因BT3AES及其应用

说明书

本发明提供了一种智能设计基因BT3AES及其应用，属于基因工程与生物智能技术领域，所述基因BT3AES的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，本发明中通过对鞘翅目害虫具有毒性的天然蛋白Cry8Ea、Sip1Aa、Cry3Aa进行智能设计，并构建随机排列组合的基因文库，经筛选鉴定获得最佳杀虫基因BT3AES，其能够在玉米叶片、根系等组织细胞中表达上述三种蛋白。该基因对鞘翅目害虫双斑萤叶甲等具有显著的杀虫效果，且共表达多蛋白基因较任意一种天然蛋白具有更好的杀虫效果，达到协同增效的目的。

技术领域

本发明属于基因工程与生物智能技术领域，尤其涉及生物信息学技术辅助设计一种智能设计基因BT3AES及其应用。

背景技术

鞘翅目害虫在农业、林业上的危害十分巨大。且多数鞘翅目害虫为主要生活在地下的土栖性害虫，以作物地下部分为食，取食包括萌发的种子、幼苗的根茎等组织。其取食行为往往造成作物种植区域大量缺苗、断垄现象，且在农作物发育中后期影响作物的产量和品质。对鞘翅目害虫的传统农药预防工作需要与深耕翻土相结合，需要大量的人力物力投入，且与当今免耕技术的推广相违背。

苏云金芽胞杆菌来源的各种杀虫蛋白及其人工改造的衍生蛋白是目前杀虫转基因农作物主要的杀虫功能性基因的主要来源。然而，已知大多数明星杀虫基因都是针对鳞翅目害虫开发的，尽管鞘翅目害虫其在农业危害上不弱于鳞翅目害虫。目前经鉴定对鞘翅目表现出抗性的cry类蛋白主要是cry1Ba、cry3、cry7、cry8、cry18、cry23、cry34、cry37、cry43等，集中在cry3和cry8两类杀虫蛋白家族中。但可能与甲虫本身的发育过程有关，没有任何一种杀虫蛋白能够像Cry1AB对鳞翅目害虫那样达到完全致死的杀虫效果，这就使得单一种类的杀虫蛋白或需要通过杂交聚合或种植轮作从而避免对田间抗性害虫突变体进行压力选择。为防止转基因作物中杀虫基因在短时间内因害虫抗性进化而失效，将多个杀虫蛋白共表达的方式来解决这一突出问题。从而一方面有效杀伤和减少田间鞘翅目害虫对农作物的危害，另一方面增加靶标害虫抗性进化难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能设计基因BT3AES及其应用，本发明不同以往编码单个杀虫蛋白的天然或人工改造基因，通过生物信息学技术辅助设计三个杀虫蛋白共表达的人工编码基因，从而在防止靶标害虫抗性进化的同时，有效提高转基因农作物的杀虫活性和杀虫谱。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种智能设计基因BT3AES，所述基因BT3AES的核苷酸序列如SEQ IDNo.1所示。

优选的，所述基因BT3AES是由两个LP4/2a自剪切肽介导的Cry8Ea、Sip1Aa、Cry3Aa三个杀虫蛋白共表达而成。

优选的，所述的LP4/2a自剪切肽的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；所述Cry8Ea的氨基氨酸序列如SEQ ID No.3所示；所述Sip1Aa的氨基氨酸序列如SEQ ID No.4所示；所述Cry3Aa的氨基氨酸序列如SEQ ID No.5所示。

本发明还提供了一种上述的基因BT3AES编码的氨基酸序列。

优选的，所述BT3AES编码的氨基酸序列如SEQ ID No.6所示。

本发明还提供了一种含有上述基因BT3AES的表达载体。

本发明还提供了一种上述基因BT3AES、氨基酸序列或表达载体在培育杀虫转基因植株中的应用。

优选的，所述植株包括玉米。

优选的，所述虫包括鞘翅目害虫。

进一步优选的，所述鞘翅目害虫包括双斑萤叶甲、蛴螬、铁甲虫、金针虫中的一种或多种。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：