本发明涉及生物,具体涉及亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter及其基因片段,该基因片段合成的双链rna(dsrna),以及该dsrna在亚洲玉米螟防治中的应用。
背景技术:
1、亚洲玉米螟(ostrinia furnacalis)是我国玉米等农作物的重要害虫,也是农业农村部发布的《一类农作物病虫害名录(2023年)》中的农业十大害虫之一。据统计,我国的玉米总产量位居世界第二,但受病虫害的影响,造成了玉米不同程度上减产。玉米螟在全国各省玉米产区均有发生危害,其危害进一步增加了玉米病害发生,对农业经济造成了较大损失。目前化学农药防治依旧是作为玉米螟防治的主要手段,但长期使用化学农药也带来了一系列的问题:比如环境问题、食品安全以及农药抗性等。因此,迫切需要开发新型的害虫防治方法。
2、rna干扰(rnai)技术,是一种由双链rna分子引起的特异性转录后基因沉默技术,该技术于2006年获得诺贝尔奖。该技术为基因功能、人类疾病治疗和作物害虫防治等方面的研究开辟了新途径。通过rna干扰进行害虫防治具有如下特点:1)杀虫具有专一性,对非靶标生物无杀伤作用;2)rna在自然界极易降解,无残留;3)对环境无毒无害,相对安全。研究表明,rna干扰技术可有效控制特定的农作物害虫,在害虫防治领域具有非常重要的应用前景。而实现基于该技术进行害虫防控的关键是筛选出对害虫高效致死的特异性靶标。昆虫表皮主要成分包括几丁质,蛋白质和脂质,其中脂类物质对于抵御干燥环境和防止外源病原微生物入侵具有重要作用。表皮脂合成是一个复杂的多步反应过程,从乙酰辅酶a开始经过一系列酶的参与合成碳氢化合物,脂肪醇等物质。然而,超长链脂肪酸合成过程中的多个酶在昆虫中的功能研究较少,如反式烯酰辅酶a还原酶(trans-enoyl coa reductase,ter)。因而,本发明基于靶向亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因的rnai技术,为防治亚洲玉米螟提供了一种新的靶标。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的目的在于提供亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter及其基因片段,该基因片段的dsrna,以及该dsrna在亚洲玉米螟防治中的应用。
2、本发明基于rnai技术,选取超长链脂肪酸合成过程中的关键性膜蛋白反式烯酰辅酶a还原酶编码基因作为靶标,利用其在亚洲玉米螟表皮脂类物种合成中的重要生物学作用,提供了一种专一、高效、无害的害虫防治手段。
3、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
4、本发明提供了一种亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter,所述基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。该ofter基因全长序列是基于亚洲玉米螟转录组数据库,进行同源blast搜索,采用生物信息学方法对亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因进行序列分析,拼接及比对后经pcr全长扩增、克隆测序获得。该核苷酸长度为1727bp,orf序列全长903bp,编码300个氨基酸,含有一个超长链反式烯酰辅酶a还原酶结构域。
5、本发明还提供了一种亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段,其核苷酸序列如seq id no:2所示。
6、本发明还提供了一种合成上述亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段的上下游引物,所述上下游引物均融合有t7启动子,其核苷酸序列分别如seq id no:3和seq id no:4所示。
7、本发明还提供了一种上述的亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段合成的dsrna。
8、本发明还提供了一种上述的dsrna在亚洲玉米螟防治中的应用。
9、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
10、(1)本发明利用rnai结合纳米技术沉默ofter编码基因,能够引起亚洲玉米螟表皮超长链脂肪酸含量显著降低,导致虫体失水过多、发育停滞死亡等表型,致死率达80%以上。具体为:
11、本发明通过口服将seq id no:2合成的dsofter搭载壳聚糖纳米颗粒(csnp)后均匀掺在饲料中饲喂四龄第1天的亚洲玉米螟,与对照组相比,饲喂dsofter-cs后ofter基因的mrna表达显著降低,并且导致亚洲玉米螟出现失水过多、发育停滞及化蛹异常、羽化失败的死亡表型。本发明经多次试验表明饲喂dsofter-cs可导致亚洲玉米螟死亡率达80%以上。
12、(2)本发明获得的ofter基因具有特异性与高效性,可为亚洲玉米螟绿色防治提供新型靶标与途径。
1.一种亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。
2.一种亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段,其特征在于,所述基因片段的核苷酸序列如seq id no:2所示。
3.合成权利要求2所述亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段的上下游引物,其特征在于,所述上下游引物均融合有t7启动子,其核苷酸序列分别如seq id no:3和seq id no:4所示。
4.基于权利要求2所述的亚洲玉米螟反式烯酰辅酶a还原酶编码基因ofter片段合成的dsrna。
5.权利要求4所述的dsrna在亚洲玉米螟防治中的应用。