一种影响鳞翅目昆虫取食的植物内源基因及其蛋白

1.本发明涉及一种影响鳞翅目昆虫取食的植物内源基因及其蛋白，特别是缺失或沉默该基因后的纯合子植物能够获得对鳞翅目昆虫的抗性。


背景技术：

2.在农业生产中，害虫是影响作物产量和品质的重要原因之一，每年都会给农民造成巨大经济损失。鳞翅目包括蛾、蝶两类昆虫，属有翅亚纲、全变态类。该目为昆虫纲中仅次于鞘翅目的第2个大目，分布范围极广，以热带种类最为丰富。绝大多数种类的幼虫为害各类栽培植物，体形较大者常食尽叶片或钻蛀枝干。体形较小者往往卷叶、缀叶、结鞘、吐丝结网或钻入植物组织取食为害。成虫多以花蜜等作为补充营养，或口器退化不再取食，一般不造成直接危害。目前，针对作物害虫的防治主要依赖于化学农药，但化学农药具有刺激气味，对环境和人身健康都有严重威胁，所以从自然资源中挖掘天然杀虫材料越来越受到人们重视。在植物中寻找天然的抗虫基因或影响昆虫取食的基因，对于开发新型天然抗虫品系作物具有重要的理论和实践意义。


技术实现要素：

3.本发明之一提供了一种植物内源蛋白在影响昆虫取食所述植物中的应用，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。
4.在一个具体的实施方式中，通过抑制所述植物内源蛋白、失活所述植物内源蛋白、沉默所述植物内源蛋白，抑制所述植物内源蛋白的表达、沉默所述植物内源蛋白的表达以及降低所述植物内源蛋白的表达量中的一种使所述植物获得对昆虫的抗性。
5.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为鳞翅目昆虫中的至少一种。
6.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为灰翅夜蛾属昆虫中的至少一种。
7.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为草地贪夜蛾和/或甜菜夜蛾。
8.在一个具体的实施方式中，所述植物为拟南芥。
9.本发明之二提供了编码如本发明之一中任意一项所述的应用中的植物内源蛋白的核酸在影响昆虫取食所述植物中的应用。
10.在一个具体的实施方式中，通过对所述核酸进行突变得到突变型植物获得对昆虫的抗性。
11.在一个具体的实施方式中，所述突变为插入突变、缺失突变、移码突变中的一种。
12.在一个具体的实施方式中，所述突变为插入突变或缺失突变。
13.在一个具体的实施方式中，所述突变为t-dna插入突变。
14.在一个具体的实施方式中，所述突变型植物为突变型纯合子。
15.在一个具体的实施方式中，所述植物为拟南芥。
16.在一个具体的实施方式中，所述核酸的序列如seq id no.1所示。
17.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为鳞翅目昆虫中的至少一种。
18.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为灰翅夜蛾属昆虫中的至少一种。
19.在一个具体的实施方式中，所述昆虫为草地贪夜蛾。
20.本发明的有益效果：
21.本发明首次发现在植物中存在的cznky2020001基因可以吸引鳞翅目昆虫幼虫，特别是草地贪夜蛾或甜菜夜蛾幼虫的取食，而将cznky2020001基因从植物中敲除或基因的部分序列缺失的纯合子则可以抑制昆虫幼虫的取食，进而提高植物对鳞翅目昆虫幼虫，特别是对草地贪夜蛾或甜菜夜蛾幼虫的抗虫性。因此，可以据此通过将植物中的cznky2020001基因敲除、沉默或缺失获得纯合子植株以达到抑制昆虫幼虫的取食，进而提高植物抗虫性的目的。
附图说明
22.图1为cznky2020001的基因结构。
23.图2显示了14天后取食cznky2020001-1、cznky2020001-2和col-0植株的草地贪夜蛾幼虫的平均单只虫重。
24.图3显示了14天后取食cznky2020001-1、cznky2020001-2和col-0植株的甜菜夜蛾幼虫的平均单只虫重。
具体实施方式
25.以下通过优选的实施案例的形式对本发明的上述内容作进一步的详细说明，但其不构成对本发明的限制。
26.如无特别说明，本发明的实施例中的试剂均可通过商业途径购买。
27.在abrc(https://abrc.osu.edu/)官网订购拟南芥col-0(野生型)、cznky2020001t-dna插入型突变体cznky2020001-1(种子号：salk_018601)和cznky2020001t-dna插入型突变体cznky2020001-2(种子号：salk_015611)。图1显示了cznky2020001的基因结构。如图1所示，在cznky2020001-1中，t-dna插入在第8个外显子处；在cznky2020001-2中，t-dna插入在第12个外显子处。其中，cznky2020001的核酸序列如seq id no.1所示，其蛋白的氨基酸序列seq id no.2所示。
28.将拟南芥突变体cznky2020001-1和cznky2020001-2种子分别点铺在ms培养基上，待拟南芥植株长至4-6片叶子时将其移栽到蛭石上生长(24℃；光照:黑暗＝16h:8h)，45天后各取24株分别提取突变体植株叶片的dna。
29.1.cznky2020001-1突变型纯合子的筛选
30.以引物f1(seq id no.3)、引物r1(seq id no.4)，以及以突变体cznky2020001-1各植株的dna为模板进行pcr扩增，用来鉴定突变体cznky2020001-1的各植株是否在cznky2020001基因上存在t-dna插入；以引物f2(seq id no.5)、引物r1(seq id no.4)，以及以突变体cznky2020001-1各植株的dna为模板进行pcr扩增，用来鉴定突变体cznky2020001-1的各植株是否存在cznky2020001基因。将f1/r1引物对扩增后的pcr扩增产物显示约600bp，且f2/r1引物对扩增后无pcr扩增产物的植株确定为cznky2020001-1纯合突变体植株，即突变型纯合子。
31.2.cznky2020001-2突变型纯合子的筛选
14天后的甜菜夜蛾幼虫的虫重均显著低于取食拟南芥野生型col-0的甜菜夜蛾幼虫的虫重(p《0.005)。这进一步表明cznky2020001基因的存在能够吸引甜菜夜蛾幼虫取食植物，进而有利于甜菜夜蛾幼虫的生长发育；而与野生型对照相比，cznky2020001基因缺失的纯合突变体更不易被甜菜夜蛾幼虫取食，进而不利于甜菜夜蛾幼虫的生长发育，从而表现出抗虫性。


技术特征：
1.一种植物内源蛋白在影响昆虫取食所述植物中的应用，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过抑制所述植物内源蛋白、失活所述植物内源蛋白、沉默所述植物内源蛋白，抑制所述植物内源蛋白的表达、沉默所述植物内源蛋白的表达以及降低所述植物内源蛋白的表达量中的一种使所述植物获得对昆虫的抗性。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物为拟南芥。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用，其特征在于，所述昆虫为灰翅夜蛾属昆虫中的至少一种；优选地，所述昆虫为草地贪夜蛾和/或甜菜夜蛾。5.编码如权利要求1至4中任意一项所述的应用中的植物内源蛋白的核酸在影响昆虫取食所述植物中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，通过对所述核酸进行突变得到突变型植物获得对昆虫的抗性；优选地，所述突变为插入突变、缺失突变、移码突变中的一种；优选地，所述突变为插入突变或缺失突变；优选地，所述突变为t-dna插入突变。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述突变型植物为突变型纯合子。8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述植物为拟南芥。9.根据权利要求5至8中任意一项所述的应用，其特征在于，所述核酸的序列如seq id no.1所示。10.根据权利要求5至8中任意一项所述的应用，其特征在于，所述昆虫为灰翅夜蛾属昆虫中的至少一种；优选地，所述昆虫为草地贪夜蛾和/或甜菜夜蛾。

技术总结
本发明提供了一种影响鳞翅目昆虫取食的植物内源基因及其蛋白。其中的植物内源其蛋白可以影响昆虫取食所述植物的量，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。No.2所示。No.2所示。


技术研发人员：张悦 刘春琴 王庆雷 赖德强 宋素胜 寇俊凤 冯晓洁 刘福顺 吴娱
受保护的技术使用者：沧州市农林科学院
技术研发日：2022.02.23
技术公布日：2022/5/25