"肽"和"蛋白質"在本文中可互換使用,以指氨基酸殘基的聚合物。
[0048] 術語"殘基"或"氨基酸殘基"或"氨基酸"在本文中可互換使用,以指摻入蛋白質、 多肽或肽(總起來說"蛋白質")內的氨基酸。氨基酸可以是天然存在的氨基酸,并且除非另 有限定,否則可以包含天然氨基酸的已知類似物,其可以以與天然存在的氨基酸相似的方 式起作用。
[0049] 實施方案的多肽可以由本文公開的核酸或使用標準分子生物學技術產生。例如, 實施方案的蛋白質可以通過實施方案的重組核酸在合適宿主細胞中的表達或可替代地通 過先體外后體內程序的組合產生。
[0050] 說明書自始至終,單詞"包括"或其變形應理解為暗示包括所述元件、部分或步驟, 或元件、部分或步驟組,但不排除任何其他元件、部分或步驟,或元件、部分或步驟組。
[0051] 如本文使用的,術語"影響昆蟲害蟲"指在任何發育階段時實現昆蟲攝食、生長和 /或行為中的改變,包括但不限于:殺死昆蟲;延緩生長;阻止生殖能力;拒食劑活性等。
[0052] 如本文使用的,術語"殺蟲效果"、"殺蟲活性"、"殺昆蟲活性"和"抗蟲性"同義使 用,以指生物或物質(例如蛋白質)的活性,這可以通過但不限于下述進行測量:在攝食和暴 露合適時間長度后的害蟲死亡率、害蟲重量減輕、害蟲驅性以及害蟲的其他行為和身體改 變。因此,具有殺蟲活性的生物或物質不利地影響害蟲適合度的至少一個可測量參數。例 如,"殺蟲蛋白質"是自身或與其他蛋白質組合展示出殺蟲活性的蛋白質。
[0053] 如本文使用的,術語"殺蟲有效量"意味著當存在于害蟲的環境中時,具有殺蟲活 性的物質或生物的量。對于每種物質或生物,殺蟲有效量對于特定環境中受影響的每種害 蟲以經驗為根據進行測定。類似地,"殺昆蟲有效量"可以用于指當害蟲是昆蟲害蟲時的"殺 蟲有效量"。
[0054] 如本文使用的,術語"人工設計和改造的"意味著利用重組DNA技術,以引入(例如 工程改造)蛋白質結構中的變化,這基于蛋白質作用機制的理解和待引入、缺失或取代的氨 基酸的考慮。
[0055] 如本文使用的,術語"改善的殺昆蟲活性"或"改善的殺蟲活性"指實施方案的殺昆 蟲多肽,相對于其相應野生型蛋白質的活性,其具有增強的殺昆蟲活性,和/或針對更廣泛 范圍的昆蟲有效的殺昆蟲多肽,和/或對于昆蟲具有特異性的殺昆蟲多肽,所述昆蟲對野 生型蛋白質的毒性不易感。改善或增強的殺蟲活性的發現要求相對于針對相同昆蟲測定的 野生型殺昆蟲多肽的殺蟲活性,顯示針對昆蟲靶至少10%的殺蟲活性增加,或至少20%、 25%、30%、35%、40%、45%、50%、60%、70%、100%、150%、200%或 300%或更大的殺蟲 活性增加。
[0056] 例如,提供了改善的殺蟲或殺昆蟲活性,其中相對于受野生型毒素影響的昆蟲 范圍,更廣泛或更狹窄范圍的昆蟲受多肽影響。當需要通用性時,更廣泛范圍的影響可能是 希望的,而當例如有益昆蟲可能以其他方式受毒素的使用或存在影響時,更狹窄范圍的影 響可能是希望的。
[0057] 相對于背景序列,由包括突變的核苷酸序列編碼的多肽將包括至少一個氨基酸改 變或添加,或 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、 26、27、28、29、30、32、35、38、40、45、47、50、60、70或80個或更多個氨基酸改變或添加。多肽 的殺蟲活性還可以通過對全長序列的平截加以改善,如本領域已知的。
[0058] 在特定實施方案中,實施方案的殺蟲蛋白質提供了全長殺昆蟲多肽、全長殺昆蟲 多肽的片段、和通過設計為將特定氨基酸序列引入實施方案的多肽內的誘變處理的核酸產 生的變體多肽。
[0059] 突變可以置于任何背景序列內,包括此種截短的多肽,只要多肽保留殺蟲活性。使 用本領域已知或本文其他地方描述的測定,本領域技術人員可以關于殺蟲活性容易地比較 2種或更多種蛋白質。應當理解實施方案的多肽可以通過本文公開的核酸的表達或通過使 用標準分子生物學技術產生。
[0060] 核苷酸和由其編碼的氨基酸序列及多肽的片段和變體也由實施方案包含。如本文 使用的,術語"片段"指實施方案的多核苷酸的核苷酸序列的部分或多肽的氨基酸序列的部 分。核苷酸序列的片段可以編碼保留全長蛋白質的生物學活性且因此具有殺蟲活性的蛋白 質片段。因此,認識到實施方案的一些多核苷酸和氨基酸序列可以被正確地稱為片段和突 變體。
[0061] 應當理解術語"片段"當其用于指實施方案的核酸序列時,還包含作為雜交探針有 用的序列。這類核苷酸序列一般不編碼保留生物學活性的片段蛋白質。因此,核苷酸序列 的片段可以范圍為至少約20個核苷酸、約50個核苷酸、約100個核苷酸、和最高達編碼實 施方案的蛋白質的全長核苷酸序列。
[0062]術語"變體"在本文中用于指基本上相似的序列。對于核苷酸序列,保守變體包括 由于遺傳密碼的簡并性,編碼實施方案的殺蟲多肽之一的氨基酸序列的那些序列。
[0063]變體核苷酸序列還包括合成衍生的核苷酸序列,例如通過使用位點定向誘變生 成,但仍編碼實施方案的殺蟲蛋白。一般地,實施方案的特定核苷酸序列的變體將與那種特 定核苷酸序列具有至少約 70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、 93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更多序列同一性。實施方案的核苷酸序列的變體 可以與原始序列相差至1-240個核苷酸,少至1-100,少至1-10,少至5、4、3、2或甚至1個 核苷酸。
[0064]實施方案進一步包含用實施方案的至少一種核酸、包括核酸的表達盒、或包括表 達盒的載體轉化的微生物。在一些實施方案中,微生物是在植物上繁殖的那種。實施方案 提供了包括實施方案的轉化的微生物的殺蟲組合物。在此種實施方案中,轉化的微生物一 般連同合適載體一起,以殺蟲有效量存在于殺蟲組合物中。實施方案還包含殺蟲組合物,其 包括連同合適的載體一起,以殺昆蟲有效量,單獨或與實施方案的轉化的生物和/或實施 方案的殺蟲蛋白質組合的實施方案的分離的蛋白質。
[0065]實施方案還包含包括實施方案的至少一種核苷酸序列的轉化的或轉基因植物。在 一些實施方案中,植物用核苷酸構建體穩定轉化,所述核苷酸構建體包括與啟動子可操作 地連接的實施方案的至少一種核苷酸序列,所述啟動子驅動在植物細胞中的表達。如本文 使用的,術語"轉化的植物"和"轉基因植物"指在其基因組內包括異源多核苷酸的植物。一 般地,異源多核苷酸在轉基因或轉化的植物的基因組內穩定整合,從而使得多核苷酸傳遞 給連續世代。異源多核苷酸可以單獨或作為重組表達盒的部分整合到基因組內。
[0066] 應當理解如本文使用的,術語"轉基因的"包括任何細胞、細胞系、愈傷組織、組織、 植物部分或植物,其基因型已通過異源核酸的存在加以改變,包括最初如此改變的那些轉 基因生物以及通過有性雜交或無性繁殖由最初轉基因生物產生的那些。如本文使用的,術 語"轉基因的"不包含通過常規植物育種方法或通過天然存在的事件的基因組改變(染色體 或染色體外的),所述天然存在的事件例如隨機異體受精、非重組病毒感染、非重組細菌轉 化、非重組轉座或自發突變。
[0067]如本文使用的,術語"植物"包括全植物、植物器官(例如葉、莖、根等)、種子、植物 細胞及其后代。轉基因植物的部分在實施方案的范圍內,并且包括例如源于先前用實施方 案的DNA分子轉化的轉基因植物或其后代且因此至少部分由轉基因細胞組成的植物細胞、 原生質體、組織、愈傷組織、胚以及花、莖、果實、葉和根。
[0068] 如本文使用的,術語植物包括植物細胞、植物原生質體、植物可以由其再生的植物 細胞組織培養物、植物愈傷組織、植物塊和植物細胞,其在植物或植物的部分中是完整的, 例如胚、花粉、胚珠、種子、葉、花、枝、果實、仁、穗、穗軸、外殼、莖、根、根尖、花藥等。
[0069]雖然實施方案不依賴于特定生物學機制用于增加植物對植物害蟲的抗性,但實施 方案的核苷酸序列在植物中的表達可以導致實施方案的殺蟲蛋白質的產生和植物對植物 害蟲的抗性中的增加。實施方案的植物在農業中在用于影響昆蟲害蟲的方法中有用。
[0070] 因此,實施方案的蛋白質可以以各種方式加以改變,包括氨基酸取代、缺失、平截 和插入。用于此種操作的方法是本領域一般已知的。例如,殺蟲蛋白質的氨基酸序列變體 可以通過將突變引入合成核酸(例如DNA分子)內進行制備。
[0071] 實施方案的誘變處理的核苷酸序列可以如此修飾,以便改變所編碼的多肽的一級 序列中存在的約1、2、3、4、5、6、8、10、12個或更多個氨基酸。可替代地,來自自然序列的甚 至更多改變可以這樣引入,從而使得與相應原始蛋白質相比較,所編碼的蛋白質可以具有 至少約1%或2%,或約3%、