CN112725345A - 基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因及其制备方法与应用 - Google Patents

基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因及其制备方法与应用,所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,通过合成特异的dsRNA来靶向性信息素受体基因OR5M,以干扰雄成虫对美洲大蠊雌虫所释放的性信息素的识别,从而达到阻断美洲大蠊正常交配,最终达到防治美洲大蠊的目的,为美洲大蠊的防控提供了新的技术和策略。

Description

基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因 及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及卫生害虫防治领域,具体涉及基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因及其制备方法与应用。
背景技术
蟑螂是一类重要的世界性卫生害虫,对人类健康和公共卫生造成严重危害。蟑螂携带多种病原微生物,可引发霍乱、炭疽、结核等传染性疾病,也会引起皮疹、哮喘等过敏反应。美洲大蠊(Periplaneta americana L.)是蜚蠊目蟑螂中最常见种之一,也是华南地区优势种群,具有超强的环境适应能力和生命力,惊人的繁殖力和解毒能力。美洲大蠊在我国已发展为城镇蟑螂群落的优势物种,加之全球温室效应逐渐增强,危害和爆发频率逐年加重并且有不断北迁的趋势。
交配行为对于种群的维持有非常重要的意义。交配行为是美洲大蠊大量繁殖的根本原因。美洲大蠊主要依靠嗅觉***是识别性信息素化合物。嗅觉***包括中枢神经***和外周神经***,其中触角是外周神经***的延伸。昆虫对外界的气味分子的识别主要依赖于触角。触角表面分布着不同类型的嗅觉感受器(俗称感觉毛),感受器的表皮上有许多孔隙,外界气味分子可以通过孔隙进入到感受器中。嗅觉受体(odorant receptors,OR)是识别外界气味分子的关键蛋白,可将化学信号转变为电信号,最终传入中枢神经***。嗅觉受体可分为两大类:一类是在不同昆虫间具有高度变异性,同源性极低,称为传统气味受体(conventional odorant receptor),其中包括了普通气味受体(general odorantreceptor)和性信息素受体(pheromone receptor,PR);另一类是在不同昆虫间高度保守的非典型气味受体,亦称气味受体辅助受体或复合受体(odorant receptor co-receptor,Orco),它们的结构和功能非常保守,可与各种传统嗅觉受体形成异源二聚体,辅助后者在嗅觉神经元上正确定位,发挥共受体的功能。普通嗅觉受体只有与高度保守的Orco共同形成特异性的阳离子通道,才可识别特定的外界气味分子。
昆虫在长期的进化过程中,利用其强大的取食和生殖能力,得以种群繁衍。不同种类特化出的昆虫取食和繁殖方式独特,以适应不同的生境。昆虫形成了一套特异而灵敏的嗅觉通讯***。它们通过识别种内或种间性信息素以及自然界中的各种气味化合物来完成一系列重要的生命活动,尤其是选择合适的产卵繁殖场所、求偶、交配等。昆虫对外界的气味分子的识别主要依赖于触角,昆虫成虫的触角上大约有数千到数万个嗅觉感器,感受器的表皮上有许多小孔,环境中的气味分子可以通过小孔进入到感受器内部。感受器内存在众多嗅觉受体。嗅觉受体可以特异性识别气味物质,尤其是性信息素。目前在已在多种昆虫中鉴定出性信息素相关嗅觉受体,如家蚕、黑脉金斑蝶、红带袖蝶和小菜蛾等。但目前为止,美洲大蠊的性信息素受体仍未发现。
目前对美洲大蠊防治仍主要依赖于传统的化学农药,但抗药性、药剂残留和再猖獗等问题日益攀升,严重威胁着人畜健康和生态环境。因此,发掘新的生物防治方法、探索新的美洲大蠊防治策略势在必行。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种美洲大蠊性信息素受体基因OR5M,能够用于防控美洲大蠊。
本发明还提出一种制备上述基因的dsRNA的方法。
本发明还提出一种上述基因的dsRNA。
本发明还提出一种上述基因的dsRNA的编码基因及含有该编码基因的表达载体、转基因细胞系或宿主菌。
本发明还提出上述基因的应用。
根据本发明的第一方面实施方式的美洲大蠊性信息素受体基因OR5M,所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
根据本发明第二方面实施方式的制备上述基因dsRNA的方法,包括以下步骤:以美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的cDNA为模板,以干扰引物组为引物进行PCR扩增。
根据本发明的一些实施方式,所述干扰引物组包括上游引物OR5M Fp和下游引物OR5M Rp,其中,所述上游引物OR5M Fp的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示;所述下游引物OR5M Rp的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
根据本发明的一些实施方式,所述制备方法具体为:将上述干扰引物组用于扩增靶向沉默OR5M基因的dsRNA靶向序列DNA片段,将扩增得到的DNA片段克隆到pMD18-T载体,命名为pMD18-T-OR5M,然后以pMD18-T-OR5M为模板,设计两端含有T7启动子的引物,进行PCR扩增,得到dsRNA靶向序列。
根据本发明的一些实施方式,所述两端含有T7启动子的引物的上游引物OR5M T7-FP的核苷酸序列如SEQ ID No.7所示;下游引物OR5M T7-RP核苷酸序列如SEQ ID No.8所示。
根据本发明的一些实施方式,所述dsRNA靶向序列采用T7RiboMAX Express RNAiSystem转录合成即得。
根据本发明的一些实施方式,所述dsRNA在制备用于美洲大蠊防治药物中的应用。
根据本发明的一些实施方式,所述dsRNA在制备用于干扰美洲大蠊正常交配的产品中的应用。
根据本发明的一些实施方式,所述dsRNA在制备控制美洲大蠊交配繁殖中的应用。
根据本发明第三方面实施方式的上述基因的dsRNA,所述dsRNA为由如SEQ IDNo.2所示的核苷酸序列作为正义链及与SEQ ID No.2所示的核苷酸序列反向互补的核苷酸序列SEQ ID No.3作为反义链组成的双链RNA。
根据本发明的一些实施方式,所述dsRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.9所示。
根据本发明第四方面实施方式的上述基因的dsRNA的编码基因及含有该编码基因的表达载体、转基因细胞系或宿主菌。
根据本发明的一些实施方式,所述基因的制备方法包括以下步骤:基于上述基因核苷酸序列设计启动子引物对,进行PCR扩增即得。
根据本发明的一些实施方式,所述基因还包括含有上述基因的表达载体、表达盒、转基因细胞系或宿主菌。
根据本发明的一些实施方式,所述表达载体为pMD18-T。
根据本发明的一些实施方式,所述宿主菌为DH5α。
根据本发明第五方面实施方式的上述基因的应用,所述应用为在制备美洲大蠊防治药物中的应用。
一种防治美洲大蠊的方法,包括以下步骤:将上述dsRNA导入到美洲大蠊体内。
根据本发明的一些实施方式,所述导入操作通过注射的方式;优选地,所述注射操作为显微注射。
根据本发明的一些实施方式,所述导入操作为导入至美洲大蠊成虫的腹腔中。
根据本发明的一些实施方式,所述导入操作还可以通过饲喂的方式。
根据本发明的一些实施方式,所述导入操作在操作前对美洲大蠊进行CO2麻醉。
根据本发明的一些实施方式,所述注射操作是从沿腹部从下往上方向的第3至第4腹节处注入。
根据本发明的一些实施方式,所述导入操作是在刚羽化后的第三天注射一次。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种美洲大蠊性信息素受体基因OR5M,通过设计合成了靶向沉默美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA序列,将该dsRNA导入美洲大蠊体内,能够显著抑制OR5M基因的表达,阻断美洲大蠊性信息素受体活性,抑制性信息素对美洲大蠊的诱导作用,从而实现对美洲大蠊繁殖数量和速度的控制;本发明提供了一种开发环境友好、高效、低毒的蟑螂防治方法,通过合成特异的dsRNA来靶向性信息素受体基因OR5M,以干扰雄成虫对美洲大蠊雌虫所释放的性信息素的识别,从而达到阻断美洲大蠊正常交配,最终达到防治美洲大蠊的目的,为美洲大蠊的防控提供了新的技术和策略。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例二中OR5M基因在不同组织中表达水平结果图;
图2为本发明实施例二中OR5M基因在羽化后时间表达水平结果图;
图3为本发明实施例三中OR5M基因干扰效率结果图;
图4为本发明实施例三中OR5M基因干扰后美洲大蠊雄虫对雌虫气味选择结果图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到的试剂和材料。
一种基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA,该dsRNA的核苷酸序列的正义链序列如SEQ ID No.2所示,反义链序列为由如SEQ ID No.2所示的核苷酸序列反向互补的核苷酸序列(如SEQ ID No.3所示),其制备过程如下:通过对嗅觉受体OR5M基因的序列(如SEQ ID No.1所示)进行了分子克隆,并对DNA测序检验了序列的真实性和同源性,以此利用体外合成的方法获得质量合格、效果可靠的美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA产物。
美洲大蠊品系采购于腾飞育种基地(安徽,中国),实验室长期将其饲喂于透气性良好的塑料箱中,饲养环境为温度28±1℃、相对湿度70%-80%、光周期合理(亮:暗=12h:12h)的封闭温室。并定期按时按量给予美洲大蠊充足的狗粮(购自艾嘉生物科技,天津)和饮用水。分拣羽化后的雌雄虫,按需进行聚集以维持种群的数量和规模。
实施例1:dsRNA的设计与合成
dsRNA的设计与合成包括以下步骤:
(1)引物设计
从已报道的其他物种的OR5M基因的序列,在美洲大蠊基因组中进行同源比对,得到美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的完整序列(如SEQ ID No.1所示)。利用dsRNA设计网站E-RNAi(https://www.dkfz.de/signaling/e-rnai3/),将整个美洲大蠊性信息素受体基因OR5M开放阅读框序列复制粘贴到网站中,通过设计参数筛选得到dsRNA靶向序列I(如SEQID No.2所示)。根据序列SEQ ID No.2所示的核苷酸序列设计引物,正向引物OR5M-Fp:ATTGCACGGAATTTGTT(SEQ ID No.5)和反向引物OR5M-Rp:AGTCTGAGTAGTGGACTG(SEQ IDNo.6)。
美洲大蠊性信息素受体基因OR5M序列(SEQ ID No.1)具体如下:
ATGCGAAGTGACAGGAGAGATTTACCGACAGAGCTTCGCCCCGTTTCTTTGCAAAGTGCTCAACCTGGAACAGTTAGATTCGCCTTCACTGAAGGTACCACCTTGGTCAGCAATGTCCCAAAGAAAGGAAAAAAAAGTTTCAAAATGGTTGTCTGCAATATGGTGTGGAAGTAACCAGTTTCCATTTTTGTATATCATTTCACATATTGTTGAATCTTCACTTGCGATGGTTTAAAGTAGTAGTATAAGAAGGACACACTACTGTACCATGTCATACGCAGCATCGAAACTAGCTGTCAGAGACAGTTTTGATGATGAAGATGTCAGTGATGATGTCGAAGATGAAGTGTTTATTCGTGACGGAAGGAATGGGTTTAAGGTTGATGAAGAAAGAGGGGTTAAACGACCTCTCATGGCCCCAAGACGAAAAACGAAGCCTAATCAATTACACGGTGATGTTGGTAGAAGGCCTCCATGTAGAGCTCTATGTGCACCATGTTGCTATGGATGTATAGCATTGGCTGCTCTTTTAGGTTTAATAGTGTTGGTGGTGTCATTAGTGATGTGGTTTCCATTTCCGTTAGACCAAGTGACAGAGTTTTGGAAGATTAGGCAAGGGTCTCGCTCGGGAGGTTTCATAGTTCCTTGCACAGAGCTAGTCGTAGAAGATGTGTGGACGAAAACCTTATCAAAACTAACAGTGGAAACAGCTGTACGTCTAAATGACGTCAATGGAGATGGAGTATTGGATGTTATTGTAGGATATGGAACAGGGTTGTGACAGTCCTTTGCATGCAACATTGTGACATGAAGATGACTGACGATAAGCCAGATATAATCCTATTCTACAATTCTACTAAAGCAGGAATGGATGTTCTTGACAAGTGCATAAGAACATACTCTTGTTGCCGAGGAACACGGCGACGGCCAATGGCGGTTCTATTCAACCTCATTGACATTGCAGCATATAATGCATAA。
靶向沉默美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA靶向序列I(如SEQ ID No.2所示),具体如下:
GTACCATGTCATACGCAGCATCGAAACTAGCTGTCAGAGACAGTTTTGATGATGAAGATGTCAGTGATGATGTCGAAGATGAAGTGTTTATTCGTGACGGAAGGAATGGGTTTAAGGTTGATGAAGAAAGAGGGGTTAAACGACCTCTCATGGCCCCAAGACGAAAAACGAAGCCTAATC。
靶向沉默美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA靶向序列(如SEQ ID No.3所示),具体如下:
GATTAGGCTTCGTTTTTCGTCTTGGGGCCATGAGAGGTCGTTTAACCCCTCTTTCTTCATCAACCTTAAACCCATTCCTTCCGTCACGAATAAACACTTCATCTTCGACATCATCACTGACATCTTCATCATCAAAACTGTCTCTGACAGCTAGTTTCGATGCTGCGTATGACATGGTAC。
(2)目的片段的克隆与载体的构建
取美洲大蠊成虫的触角(雌雄)、口器、前足、脑、翅、***和卵巢的样品均经液氮研磨后放入TRIzol试剂(Life technologies,Carlsbad,CA,USA)中,按照标准流程提取上述样品的总RNA。使用NanoDrop 2000微量分光光度计(Thermo Fisher Scientific,Waltham,Massachusetts,USA)测定样本RNA的浓度,并进行电泳检测。采用TURBO DNA酶(Lifetechnologies,Carlsbad,CA,USA)处理样本中残留的基因组DNA后,统一起始浓度为2μg的RNA作为合成cDNA的模板。cDNA合成体系选用PrimeScript II反转录酶(Takara Bio,Shiga,Japan)和oligo(dT)引物(Promega,Madison,WI,USA),按照说明书合成cDNA模板。以cDNA为模板扩增得到核苷酸序列如扩增得到含有靶向序列的DNA片段I(如Seq ID No.4所示的DNA片段),并将其克隆到pMD18-T载体(Aidlab,China)中,测序验证序列是否存在碱基突变,挑选没有任何突变的克隆用于后续实验,载体命名为pMD18-T-OR5M。
(3)重组载体的转化
将构建好的载体连接转化感受态细菌(DH5α),制作成重组菌株。筛选出阳性克隆,扩大培养后提取重组质粒。
(4)合成OR5M的dsRNA
设计两端含有T7启动子的引物,OR5M T7-Fp:TAATACGACTCACTATAGGGTACCATGTCATACGCA(如SEQ ID No.7所示)和OR5M T7-Rp:TAATACGACTCACTATAGGGATTAGGCTTCGTTTT(如SEQ ID No.8所示)。以pMD18-T-OR5M载体为模板进行扩增,得到两端含有T7启动子的PCR产物,然后利用T7RiboMAX Express RNAi System(Promega,Madison,Wisconsin,USA)来合成正向和反向RNA,在T7 RNA聚合酶和DNaseI依次处理后将两条正反向的RNA混合并70℃处理10min,然后逐渐降温到室温使其退火变成dsRNA I,序列为由SEQ ID No.2所示的核苷酸序列及与Seq ID No.2所示的核苷酸序列反向互补的如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列组成的双链RNA。dsOR5M靶向的mRNA片段序列如SEQ ID No.9所示。
同样地,根据GFP基因序列设计dsGFP引物:GFP Fp:CACAAGTTCAGCGTGTCCG(如SEQID No.10所示)和GFP Rp:GTTCACCTTGATGCCGTTC(如SEQ ID No.11所示)。以质粒pEGFP-N1(Takara,Kusatsu,Shiga Prefecture,Japan)为模板扩增得到含有靶向序列的DNA片段II,并将其克隆、测序、验证序列后获得载体,命名为pMD18-T-GFP。设计两端含有T7启动子的引物,GFP T7 Fp:TAATACGACTCACTATAGGCACAAGTTCAGCGTGTCCG(SEQ ID No.12)和GFP T7 Rp:TAATACGACTCACTATAGGGTTCACCTTGATGCCGTTC(SEQ ID No.13)。以pMD18-T-GFP载体为模板进行扩增,得到两端含有T7启动子的PCR产物,然后利用T7RiboMAX Express RNAi System(Promega,Madison,WI,USA)合成dsRNAII,序列为由SEQ ID No.14所示的核苷酸序列组成的双链RNA。
靶向沉默美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的DNA序列(如SEQ ID No.4所示),具体如下:
GTACCATGTCATACGCAGCATCGAAACTAGCTGTCAGAGACAGTTTTGATGATGAAGATGTCAGTGATGATGTCGAAGATGAAGTGTTTATTCGTGACGGAAGGAATGGGTTTAAGGTTGATGAAGAAAGAGGGGTTAAACGACCTCTCATGGCCCCAAGACGAAAAACGAAGCCTAATC。
靶向沉默美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA序列(如SEQ ID No.9所示),具体如下:
GUACCAUGUCAUACGCAGCAUCGAAACUAGCUGUCAGAGACAGUUUUGAUGAUGAAGAUGUCAGUGAUGAUGUCGAAGAUGAAGUGUUUAUUCGUGACGGAAGGAAUGGGUUUAAGGUUGAUGAAGAAAGAGGGGUUAAACGACCUCUCAUGGCCCCAAGACGAAAAACGAAGCCUAAUC。
靶向沉默美洲大蠊GFP基因的dsRNA序列(如SEQ ID No.14所示),具体如下:
CACAAGUUCAGCGUGUCCGGCGAGGGCGAGGGCGAUGCCACCUACGGCAAGCUGACCCUGAAGUUCAUCUGCACCACCGGCAAGCUGCCCGUGCCCUGGCCCACCCUCGUGACCACCCUGACCUACGGCGUGCAGUGCUUCAGCCGCUACCCCGACCACAUGAAGCAGCACGACUUCUUCAAGUCCGCCAUGCCCGAAGGCUACGUCCAGGAGCGCACCAUCUUCUUCAAGGACGACGGCAACUACAAGACCCGCGCCGAGGUGAAGUUCGAGGGCGACACCCUGGUGAACCGCAUCGAGCUGAAGGGCAUCGACUUCAAGGAGGACGGCAACAUCCUGGGGCACAAGCUGGAGUACAACUACAACAGCCACAACGUCUAUAUCAUGGCCGACAAGCAGAAGAACGGCAUCAAGGUGAAC。
实施例2美洲大蠊不同组织和不同发育时间OR5M的表达水平
利用primer premier5引物设计软件设计荧光定量PCR引物。荧光定量PCR检测所用到引物如表1所示,使用SYBR Green qPCR mix(yisheng,China)进行基因表达定量检测,通过定量PCR的方法测定了触角(雌雄)、口器、前足、脑、翅、***和卵巢中OR5M基因的表达水平(如图1所示),并且进一步测定羽化后1-9天内雄虫触角的OR5M基因表达水平(如图2所示)。
从图1中可以看出,OR5M在雄虫触角的表达量远远高于其他组织,并且雄虫触角的表达量显著高于雌虫触角表达水平,这与性信息素一般主要表达在雄虫触角特点相符。此外羽化后1-9天内,OR5M的表达水平逐渐提高,尤其是羽化后第9天表达水平较高,这可能与此时美洲大蠊易发生较大规模的交配行为相关。
表1用于OR5M基因定量PCR的引物序列
Figure BDA0002868373650000091
实施例3dsRNA对OR5M基因干扰影响
(1)对美洲大蠊活体注射特异抑制美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的dsRNA
挑选刚完成羽化的健康的美洲大蠊雌雄虫,单只单独饲养,分为实验组和对照组(注射无法靶向美洲大蠊任何基因的dsGFP)。在羽化后第三天,采用二氧化碳无损害麻醉的方式处理雄虫,随后将其放置于解剖台上,利用显微注射方法将总量为2μg的靶向OR5M基因的dsRNA沿腹部第3至第4腹节处(从下往上方向)缓慢注入其腹腔中。同时注射相同剂量的GFP基因干扰片段作为阴性对照。已完成注射dsRNA的美洲大蠊雄虫仍单只放置于Y-选择玻璃管中;并放入雌虫。随后,持续观察并拍摄雌雄虫的交配的起始时间和交配过程的时长。为保证有效统计的重复数,注射OR5M基因和GFP基因的dsRNA的美洲大蠊雄虫各为25只。
(2)dsRNA对OR5M基因干扰效果验证
注射dsRNA(包括OR5M基因和GFP基因)48小时后,采用二氧化碳麻醉处理美洲大蠊雄虫切除并取下触角,经液氮研磨后放入TRIzol试剂中,按照标准流程提取触角的总RNA,利用超微量分光光度计Nanodrop 2000(Thermo Fisher Scientific,Waltham,Massachusetts,USA)测定总RNA浓度,然后量取2μg RNA进行反转录得到cDNA。使用定量PCR方法来检测检测靶基因干扰效果(具体定量引物序列如表1所示)。
OR5M基因干扰率的计算公式为(dsGFP表达量-dsOR5M表达量)/dsGFP表达量×100%。
OR5M基因干扰效率结果如图3所示,从图中可以看出,触角中的OR5M基因表达水平降低了68.7%。由于高丰度表达的基因更容易被RNAi诱导沉默,上述结果不仅表明了触角OR5M基因主要的表达场所,也表明了RNAi诱导沉默***在美洲大蠊中具有高效性。
(3)OR5M基因干扰后“Y”型管实验
OR5M基因干扰后美洲大蠊雄虫对雌虫气味选择结果如图4所示,从图中可以看出,与对照组相比,注射OR5M基因dsRNA的美洲大蠊雄虫对雌虫选择偏好显著降低,表现为无法正确识别含有雌虫的气味。表明干扰OR5M基因后,雄虫对雌虫性信息素识别能力急速降低。OR5M基因干扰组的美洲大蠊交配时间较对照组的美洲大蠊产生雌虫识别能力的降低,并且“Y”型管选择实验证明美洲大蠊雄虫对雌虫性气味的趋向性消失,进而可说明干扰OR5M基因对美洲大蠊的交配行为有显著的延迟作用和减弱效应。
本发明就嗅觉受体OR5M对美洲大蠊的交配行为进行了深入研究,由于嗅觉在识别美洲大蠊性信息素过程中不可或缺,因此,前期鉴定了美洲大蠊嗅觉受体,发现受体基因OR5M在美洲大蠊聚集和繁殖过程中具有关键作用。本发明的结果显示了干扰性信息素受体基因OR5M的表达会显著减弱美洲大蠊雄虫对雌虫性信息素的识别,这为美洲大蠊的防控提供了新的策略。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
序列表
<110> 华南师范大学
梅州市华师昆虫发育生物学与应用技术重点实验室广梅园研发中心
<120> 基于美洲大蠊性信息素受体基因OR5M设计的dsRNA、编码基因及其制备方法与应用
<160> 16
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 978
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
atgcgaagtg acaggagaga tttaccgaca gagcttcgcc ccgtttcttt gcaaagtgct 60
caacctggaa cagttagatt cgccttcact gaaggtacca ccttggtcag caatgtccca 120
aagaaaggaa aaaaaagttt caaaatggtt gtctgcaata tggtgtggaa gtaaccagtt 180
tccatttttg tatatcattt cacatattgt tgaatcttca cttgcgatgg tttaaagtag 240
tagtataaga aggacacact actgtaccat gtcatacgca gcatcgaaac tagctgtcag 300
agacagtttt gatgatgaag atgtcagtga tgatgtcgaa gatgaagtgt ttattcgtga 360
cggaaggaat gggtttaagg ttgatgaaga aagaggggtt aaacgacctc tcatggcccc 420
aagacgaaaa acgaagccta atcaattaca cggtgatgtt ggtagaaggc ctccatgtag 480
agctctatgt gcaccatgtt gctatggatg tatagcattg gctgctcttt taggtttaat 540
agtgttggtg gtgtcattag tgatgtggtt tccatttccg ttagaccaag tgacagagtt 600
ttggaagatt aggcaagggt ctcgctcggg aggtttcata gttccttgca cagagctagt 660
cgtagaagat gtgtggacga aaaccttatc aaaactaaca gtggaaacag ctgtacgtct 720
aaatgacgtc aatggagatg gagtattgga tgttattgta ggatatggaa cagggttgtg 780
acagtccttt gcatgcaaca ttgtgacatg aagatgactg acgataagcc agatataatc 840
ctattctaca attctactaa agcaggaatg gatgttcttg acaagtgcat aagaacatac 900
tcttgttgcc gaggaacacg gcgacggcca atggcggttc tattcaacct cattgacatt 960
gcagcatata atgcataa 978
<210> 2
<211> 180
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gtaccatgtc atacgcagca tcgaaactag ctgtcagaga cagttttgat gatgaagatg 60
tcagtgatga tgtcgaagat gaagtgttta ttcgtgacgg aaggaatggg tttaaggttg 120
atgaagaaag aggggttaaa cgacctctca tggccccaag acgaaaaacg aagcctaatc 180
<210> 3
<211> 180
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
gattaggctt cgtttttcgt cttggggcca tgagaggtcg tttaacccct ctttcttcat 60
caaccttaaa cccattcctt ccgtcacgaa taaacacttc atcttcgaca tcatcactga 120
catcttcatc atcaaaactg tctctgacag ctagtttcga tgctgcgtat gacatggtac 180
<210> 4
<211> 180
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
gtaccatgtc atacgcagca tcgaaactag ctgtcagaga cagttttgat gatgaagatg 60
tcagtgatga tgtcgaagat gaagtgttta ttcgtgacgg aaggaatggg tttaaggttg 120
atgaagaaag aggggttaaa cgacctctca tggccccaag acgaaaaacg aagcctaatc 180
<210> 5
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
gtaccatgtc atacgca 17
<210> 6
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
gattaggctt cgtttt 16
<210> 7
<211> 36
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
taatacgact cactataggg taccatgtca tacgca 36
<210> 8
<211> 35
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
taatacgact cactataggg attaggcttc gtttt 35
<210> 9
<211> 180
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
guaccauguc auacgcagca ucgaaacuag cugucagaga caguuuugau gaugaagaug 60
ucagugauga ugucgaagau gaaguguuua uucgugacgg aaggaauggg uuuaagguug 120
augaagaaag agggguuaaa cgaccucuca uggccccaag acgaaaaacg aagccuaauc 180
<210> 10
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
cacaagttca gcgtgtccg 19
<210> 11
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 11
gttcaccttg atgccgttc 19
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 12
taatacgact cactataggc acaagttcag cgtgtccg 38
<210> 13
<211> 38
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 13
taatacgact cactataggg ttcaccttga tgccgttc 38
<210> 14
<211> 420
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 14
cacaaguuca gcguguccgg cgagggcgag ggcgaugcca ccuacggcaa gcugacccug 60
aaguucaucu gcaccaccgg caagcugccc gugcccuggc ccacccucgu gaccacccug 120
accuacggcg ugcagugcuu cagccgcuac cccgaccaca ugaagcagca cgacuucuuc 180
aaguccgcca ugcccgaagg cuacguccag gagcgcacca ucuucuucaa ggacgacggc 240
aacuacaaga cccgcgccga ggugaaguuc gagggcgaca cccuggugaa ccgcaucgag 300
cugaagggca ucgacuucaa ggaggacggc aacauccugg ggcacaagcu ggaguacaac 360
uacaacagcc acaacgucua uaucauggcc gacaagcaga agaacggcau caaggugaac 420
<210> 15
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 15
gacgaaaacc ttatcaaaac 20
<210> 16
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 16
tgcatgcaaa ggactgtca 19

Claims (10)

1.一种美洲大蠊性信息素受体基因OR5M,其特征在于:所述基因的核苷酸序列如SEQID NO.1所示。
2.一种制备如权利要求1所述的基因OR5M的干扰序列dsRNA的方法,其特征在于:包括以下步骤:以美洲大蠊性信息素受体基因OR5M的cDNA为模板,以干扰引物组为引物进行PCR扩增。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述干扰引物组包括上游引物OR5M Fp和下游引物OR5M Rp,其中,所述上游引物OR5M Fp的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示;所述下游引物OR5M Rp的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
4.一种如权利要求1所述基因OR5M的干扰序列dsRNA,其特征在于:所述dsRNA为由如SEQ ID No.2所示的核苷酸序列作为正义链及与SEQ ID No.2所示的核苷酸序列反向互补的核苷酸序列SEQ ID No.3作为反义链组成的双链RNA。
5.如权利要求4所述的dsRNA,其特征在于:所述dsRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.9所示。
6.如权利要求4所述的dsRNA在制备用于美洲大蠊防治药物中的应用。
7.如权利要求4所述的dsRNA在制备用于干扰美洲大蠊正常交配的产品中的应用。
8.如权利要求4所述的dsRNA在制备用于控制美洲大蠊交配繁殖产品中的应用。
9.如权利要求1所述的基因OR5M在制备美洲大蠊防治药物中的应用。
10.一种防治美洲大蠊的方法,包括以下步骤:将如权利要求4所述的dsRNA导入到美洲大蠊体内。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016110691A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 The University Court Of The University Of Aberdeen Enhanced rnai mediated gene regulation
CN110551720A (zh) * 2019-08-13 2019-12-10 梅州市华师昆虫发育生物学与应用技术重点实验室广梅园研发中心 基于美洲大蠊Dsx基因设计的dsRNA、其制备方法、编码基因及应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016110691A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 The University Court Of The University Of Aberdeen Enhanced rnai mediated gene regulation
CN110551720A (zh) * 2019-08-13 2019-12-10 梅州市华师昆虫发育生物学与应用技术重点实验室广梅园研发中心 基于美洲大蠊Dsx基因设计的dsRNA、其制备方法、编码基因及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P HE等: "Identification of odorant-binding and chemosensory protein genes and the ligand affinity of two of the encoded proteins suggest a complex olfactory perception system in Periplaneta americana", 《INSECT MOLECULAR BIOLOGY》 *
XM_023869143: "PREDICTED: Cryptotermes secundus uncharacterized LOC111874025 (LOC111874025), transcript variant X2, mRNA", 《GENBANK》 *

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