本發(fā)明屬于基因工程，具體涉及apabcg4在調(diào)控豌豆蚜耐旱性及生物防治中應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、atp結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，亦稱(chēng)為abc轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是一種廣泛存在于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，在真核生物和原核生物中均表現(xiàn)出高度的保守性。這些蛋白通過(guò)結(jié)合和水解atp來(lái)獲取能量，從而驅(qū)動(dòng)物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸。abc轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白由兩個(gè)主要結(jié)構(gòu)域組成：核苷酸結(jié)合域(nbd)和跨膜結(jié)構(gòu)域(tmd)。根據(jù)nbd的序列相似性以及nbd與tmd的結(jié)構(gòu)比較，這些蛋白被劃分為八個(gè)不同的亞家族，即abca至abch。abc轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能夠轉(zhuǎn)運(yùn)多種類(lèi)型的底物，涵蓋了脂質(zhì)、多糖、激素、氨基酸、金屬離子、有毒代謝產(chǎn)物和藥物等。因此，它們?cè)诶ハx(chóng)的生長(zhǎng)、發(fā)育和解毒代謝等生物化學(xué)過(guò)程中扮演著重要角色。

2、豌豆蚜，學(xué)名acyrthosiphon?pisum，隸屬于蚜科無(wú)網(wǎng)管蚜屬，是一種對(duì)豆科作物和牧草具有重大危害的害蟲(chóng)。豌豆蚜宿主范圍廣泛，普遍分布于全球各地，尤其在豆科作物和牧草上較為常見(jiàn)，其利用其刺吸口器吸取植物的韌皮部汁液，進(jìn)而引起植物的顏色變化、形態(tài)畸變、生長(zhǎng)延緩甚至死亡。同時(shí)，豌豆蚜還能傳播植物病毒，加劇對(duì)植物的損害，降低作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從而引發(fā)顯著的經(jīng)濟(jì)損失。作為一種具有世代交替特征的昆蟲(chóng)，豌豆蚜生活史復(fù)雜，能夠在單性生殖與有性生殖之間，以及無(wú)翅與有翅形態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，展現(xiàn)了其卓越的繁殖力和環(huán)境適應(yīng)能力。

3、目前豌豆蚜對(duì)市售的吡蟲(chóng)啉、啶蟲(chóng)脒等農(nóng)藥產(chǎn)生了強(qiáng)烈的抗藥性。且農(nóng)藥殘留問(wèn)題嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境造成污染，并威脅食品安全。此外，農(nóng)藥的低特異性還可能危害有益生物的天敵，增加農(nóng)業(yè)有害生物爆發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。有鑒于此，開(kāi)發(fā)綠色防治蚜蟲(chóng)的方法對(duì)于實(shí)現(xiàn)環(huán)保型害蟲(chóng)控制具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明研究了apabcg4在豌豆蚜不同發(fā)育階段和組織中的表達(dá)譜，以及干旱脅迫對(duì)其表達(dá)的影響。包括使用rnai抑制apabcg4的表達(dá)，并檢測(cè)基因沉默的持續(xù)時(shí)間。利用gc-ms檢測(cè)了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)的總chc和內(nèi)碳?xì)浠衔?ihc)含量，以及單個(gè)chc成分的含量，并利用掃描電子顯微鏡觀察了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)腹部角質(zhì)層。評(píng)估了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)的耐旱性，以及apabcg4對(duì)chc的九種正構(gòu)烷烴組分的結(jié)合親和力。為綠色防治豌豆蚜提供了新思路和新方法。

2、本發(fā)明提供了apabcg4在調(diào)控害蟲(chóng)耐旱性或生物防治害蟲(chóng)中的應(yīng)用，apabcg4的氨基酸序列如seq?id?no:1所示。

3、進(jìn)一步地，編碼apabcg4的核苷酸序列如seq?id?no:2所示。

4、進(jìn)一步地，所述害蟲(chóng)包括豌豆蚜。

5、本發(fā)明還提供了一種降低害蟲(chóng)耐旱性或防治害蟲(chóng)的方法，包括將抑制apabcg4基因表達(dá)水平的物質(zhì)導(dǎo)入害蟲(chóng)，從而達(dá)到降低害蟲(chóng)耐旱性或防治害蟲(chóng)的目的。

6、進(jìn)一步地，所述害蟲(chóng)包括豌豆蚜，所述抑制apabcg4基因表達(dá)水平的物質(zhì)為dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系，所述dsrna為由seq?id?no:3所示的核苷酸和其反向互補(bǔ)序列所示的核苷酸組成的雙鏈rna。

7、本發(fā)明還提供了一種dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系，所述dsrna為由seq?id?no:3所示的核苷酸和其反向互補(bǔ)序列所示的核苷酸組成的雙鏈rna。

8、本發(fā)明還提供了上述dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系在如下a1)-a7)中任一種中的應(yīng)用：

9、a1)防治害蟲(chóng)；

10、a2)制備防治害蟲(chóng)的產(chǎn)品；

11、a3)降低害蟲(chóng)耐旱性；

12、a4)制備降低害蟲(chóng)耐旱性的產(chǎn)品；

13、a5)抑制apabcg4基因表達(dá)；

14、a6)制備抑制apabcg4基因表達(dá)的產(chǎn)品；

15、a7)作為apabcg4基因抑制劑；

16、其中，所述害蟲(chóng)包括豌豆蚜。

17、有益效果：

18、本發(fā)明研究了apabcg4在豌豆蚜不同發(fā)育階段和組織中的表達(dá)譜，以及干旱脅迫對(duì)其表達(dá)的影響。包括使用rnai抑制apabcg4的表達(dá)，并檢測(cè)基因沉默的持續(xù)時(shí)間。利用gc-ms檢測(cè)了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)的總chc和內(nèi)碳?xì)浠衔?ihc)含量，以及單個(gè)chc成分的含量，并利用掃描電子顯微鏡觀察了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)腹部角質(zhì)層，評(píng)估了apabcg4沉默后蚜蟲(chóng)的耐旱性，結(jié)果顯示apabcg4沉默后可顯著降低豌豆蚜的耐旱性。因此可將其作為生物防治靶點(diǎn)有效調(diào)控豌豆蚜的耐旱性，并針對(duì)性設(shè)計(jì)相應(yīng)的可抑制apabcg4基因表達(dá)水平的物質(zhì)如dsrna等，用作豌豆蚜抑制劑，為綠色防治豌豆蚜提供了新思路和新方法，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和潛力。

技術(shù)特征：

1.apabcg4在調(diào)控害蟲(chóng)耐旱性或生物防治害蟲(chóng)中的應(yīng)用，apabcg4的氨基酸序列如seqid?no:1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，編碼apabcg4的核苷酸序列如seq?id?no:2所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的應(yīng)用，其特征在于，所述害蟲(chóng)包括豌豆蚜。

4.一種降低害蟲(chóng)耐旱性或防治害蟲(chóng)的方法，包括將抑制apabcg4基因表達(dá)水平的物質(zhì)導(dǎo)入害蟲(chóng)，從而達(dá)到降低害蟲(chóng)耐旱性或防治害蟲(chóng)的目的。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述害蟲(chóng)包括豌豆蚜，所述抑制apabcg4基因表達(dá)水平的物質(zhì)為dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系，所述dsrna為由seq?id?no:3所示的核苷酸和其反向互補(bǔ)序列所示的核苷酸組成的雙鏈rna。

6.一種dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系，其特征在于，所述dsrna為由seq?id?no:3所示的核苷酸和其反向互補(bǔ)序列所示的核苷酸組成的雙鏈rna。

7.權(quán)利要求6所述dsrna或編碼所述dsrna的dna分子或含有所述dna分子的表達(dá)盒、重組載體、重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系在如下a1)-a7)中任一種中的應(yīng)用：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及ApABCG4在調(diào)控蚜蟲(chóng)耐旱性及生物防治中的應(yīng)用，包括測(cè)定ApABCG4在豌豆蚜不同發(fā)育階段和組織中的表達(dá)譜，以及干旱脅迫對(duì)其表達(dá)的影響。并利用RNAi抑制ApABCG4的表達(dá)，測(cè)定其沉默后對(duì)蚜蟲(chóng)腹部角質(zhì)層和蚜蟲(chóng)耐旱性的影響，結(jié)果顯示ApABCG4沉默后可顯著降低豌豆蚜的耐旱性，可將其作為生物防治靶點(diǎn)有效調(diào)控豌豆蚜的耐旱性，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的可抑制ApABCG4基因表達(dá)水平的物質(zhì)如dsRNA等，用作豌豆蚜抑制劑，為綠色防治豌豆蚜提供了新思路和新方法。

技術(shù)研發(fā)人員：喬建文,武炳瑾,苑彩霞,王文強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：延安大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14