苏云金杆菌新菌株WB9cry1基因型的PCR—RFLP分析

利用PCR-RFLP技术对Bt新菌株WB9的cry1基因型进行分析，结果表明该菌株含有crylAg、crylAb,cry1Cb,cry1Fa和cry1Ga5种cry1基因型，且cry1Ab的酶切产物不同于正常的cry1Ab。采用特异引物对G1/G2扩增，也证明WB9含有cry1Ab基因，在此基础上，再利用引物对G1/K3un2进行扩增，其产物经回收纯化后用EcoRⅠ/XbaⅠ双酶切分析，结果也表明WB9所含的cry1Ab与众不同，无大片段出现且有一条400-500bp的特异片段。     

PCR-RFLP筛选DNA文库克隆Bt cry基因的研究

 Bt菌株C0 0 2对水稻二化螟、甜菜夜蛾具有高毒力 ,PCR RFLP鉴定含有cry1Aa、cry2Ab、cry1Ca和未知杀虫蛋白基因cryX等 ,其中cry1Ca位于染色体DNA 6～ 9kb的EcoRI片段。染色体和质粒DNA分别经EcoRI完全酶切和Sau3AI部分酶切、电泳回收 6～ 9kb片段。E .coli Bt穿梭载体pHT315分别与目的DNA连接、转化大肠杆菌感受态细胞后获得了相应的DNA文库。约 5 0个转化子合为一个转化子池 ,采用PCR RFLP方法快速检测 ,分别从约 2 0 0 0质粒DNA文库转化子和 4 0 0个染色体文库转化子中筛选获得了cry1Aa、cry2Ab、cry1Ca和未知基因cryX的阳性克隆 ,相应命名为pHT 1Aa、pHT 1Ca、pHT 2Ab和pHT X。限制酶切分析表明 ,含有cry1Aa、cry1Ca和cry2Ab基因的克隆片段均含有相应基因的保守物理图谱。进一步将这些质粒分别导入Bt无晶体突变株CryB-,SDS PAGE分析表明 ,只有cry1Ca表达了约 130ku杀虫晶体蛋白。初步杀虫生测结果显示 ,cry1Ca对甜菜夜蛾具有高毒力 ,7d校正死亡率为 10 0 %。     

苏云金芽胞杆菌LSZ9408菌株基因型的鉴定

利用聚合酶链式反应(PCR)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术鉴定苏云金芽胞杆菌LSZ9408菌株的杀虫晶体蛋白及其基因组成.PCR结果表明:苏云金芽胞杆菌LSZ 9408菌株中含有cry1和cry2两种基因型.采用5对通用引物-Un1、Un2、Un3、Un4、Un7/8进行PCR扩增,结果显示:Un1和Un2引物扩增的DNA片段大小分别为270 bp和700 bp左右,其他引物无PCR扩增产物.SDS-PAGE结果也表明:苏云金芽胞杆菌LSZ 9408菌株中含有cry1和cry2两种基因,它们编码的杀虫晶体蛋白分子量约为130 kD和65 kD.     

1株对多种害虫高活性的苏云金杆菌Bt CYZ-4

通过生物测定得到了对多种重要农林害虫高活性的苏云金杆菌菌株Bt CYZ-4,对其基因型鉴定表明:该菌株基因型较丰富.该菌株对粘虫(Mythimna separata)初孵幼虫48h LC50为6.6×106个/mL(芽孢密度);对美国白蛾(Hyphantria cunea)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)初孵幼虫72h LC50分别为2.9×106、2.25×105和4.7×106个/mL;对林业害虫杨扇舟蛾(Clostera anachoreta)二龄幼虫72h LC50为1.7×106个/mL,同时该菌株对卫生害虫淡色库蚊(Culex pipiens paliens)也表现出较好的活性,24h LC50为2.01×105个/mL.利用cry1、cry2、cry3、cry7、cry8、cry9和vip3A基因引物对该菌株进行基因型鉴定,并对其扩增片段进行限制性酶切分析,结果表明,该菌株含有cry1Ac、cry1Ab、cry2Ab和vip3A基因,不存在cry3、cry7、cry8、cry9基因,其它基因型仍有待鉴定.SDS-PAGE分析表明,晶体蛋白质的分子质量主要为130、70、57、27ku,营养期为88ku.该菌株是一株具有应用潜力的Bt野生株.     

苏云金芽孢杆菌新菌株GGD-4杀虫晶体蛋白基因分析

利用稀释平板培养法从连云港地区的土壤中分离了一株苏云金芽孢杆菌新菌株GGD-4,通过PCR-RFLP鉴定体系和SDS-PAGE方法分析了此菌株中cry基因类型和表达蛋白。结果表明:该菌株中含有cry1Aa基因型,同时表达130~140kD的蛋白;但EcoRⅠ和PstⅠ酶切结果不同于正常的cry1Aa基因,实验中利用生物信息学方法设计的cry1Aa基因特异引物对扩增后也证明含有cry1Aa基因。室内生测结果显示,该菌株对重要的农业害虫甜菜夜蛾、菜青虫等均有较高的杀虫毒力。     

转cry1Ab/cry1Ac基因水稻TT51-1中外源基因多重PCR检测方法

针对转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻(Oryza sativa L.)TT51-1及其回交后代中外源基因的检测建立了一种三引物多重PCR检测方法。结果表明,三引物PCR体系可以准确区分cry1Ab/cry1Ac基因纯合、杂合和阴性三种基因型,纯合体中只扩增出一条298 bp片段,阴性材料中只扩增出一条787 bp片段,杂合体中同时扩增出298 bp片段和787 bp片段。该体系的建立为利用TT51-1进行抗螟虫水稻分子育种提供了一个简便有效的基因鉴定技术。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1Ab22的克隆与表达

【目的】克隆并表达苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiens,Bt)杀虫晶体蛋白cry1Ab22基因,为解决昆虫抗性问题提供有效途径,并为构建新型转基因工程菌和转基因植物提供基因材料。【方法】根据GenBank中cry1Ab型基因序列设计1对引物,并加入BamHⅠ和PstⅠ酶切位点。用全长基因PCR产物粘端定向克隆的方法,从苏云金芽孢杆菌S249菌株中扩增到1个苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白cry1Ab型基因cry1Ab22,将其克隆到表达载体pMAL-c2X中,转化大肠杆菌TB1,进行诱导表达,并对表达产物的杀虫活性进行检测。【结果】cry1Ab22基因长度约为3.5 kb;其与已知的cry1Ab3型基因同源性最高,所编码的蛋白质存在5个氨基酸差异。cry1Ab22基因已在GenBank中登录,登录号为EU220269,并被Bt毒素基因国际命名委员会正式命名为cry1Ab22。SDS-PAGE电泳结果表明,cry1Ab22基因表达了170 ku左右的融合蛋白。cry1Ab22蛋白对小菜蛾(Plutella xylostella)的LC50为225.1μg/mL。【结论】S249菌株含有新型的cry1Ab基因,且该基因表达的蛋白具有较强的杀虫活性。     

对甜菜夜蛾高毒力Bt新菌株的PCR-RFLP分析及生物活性测定

利用PCR-RFLP对Bt.新菌株cyz-13,T4-3的基因型进行分析。结果表明,cyz-13含有cry1Aa,cry1Ac,cry1Bc,cry2Ab4种基因型,其中cyz-13菌株的PCR产物的酶切片断类型不同于已知的基因类型;T4-3菌株含有cry1Aa,cry1Ac,cry1Ag,cry2Ac,cry1Ia5种基因型。室内生测结果显示,两菌株对甜菜夜蛾、粘虫、棉铃虫、玉米螟均具有高毒力,好于H D-1标准菌株。两菌株的发酵液均有杀虫活性,二者上清的杀虫因子不同。     

苏云金芽孢杆菌cry基因PCR-RFLP鉴定体系的建立

根据苏云金芽孢杆菌（Bt）cry2、cry3、cry4/cry10型基因的保守区分别设计了3对通用引物S5un2/S3un2、S5un3/S3un3和S5un4/S3un4。PCR扩增产生约1.2kb、1.4kb和1.5kb的产物,然后分别用HincⅡ/MspⅠ、Bg1Ⅱ/PstⅠ和BstEⅡ/DraⅠ酶切,并经RFLP分析鉴定Bt菌株的cry基因型。利用该方法对含已知cry2、cry3、和cry4/cry10型基因的Bt菌株和遗传工程菌进行基因分析,得到的结果与预测的RFLP相符,证明该方法可行。在此基础上对14株Bt分离株的基因型进行了鉴定,其中有9株分离株含cry2型基因;仅菌株Bt22含cry3型基因;所有被测菌株均不含cry4/cry10型基因。     

苏云金芽胞杆菌cry2Ac4基因在 大肠杆菌中的表达

在大肠杆菌中表达苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)cry2Ac4基因;笔者以含有BtWB9菌株cry2Ac4基因的质粒pMD2Ac为模板,利用cry2Ac4基因的特异引物对(ET-F/ET-R)扩增获得该基因,进而将cry2Ac4基因与pET-29a原核表达载体连接;成功构建了重组表达载体并转化大肠杆菌JM109,从阳性转化子中提取重组表达质粒pET-29a-cry2Ac4,再转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS,经IPFG诱导后,对诱导表达产物进行了SDS-PAGE检测;cry2Ac4基因编码的约70kDa蛋白在大肠杆菌中得到了高效表达.     

转cry1Ab13基因玉米新种质的创制

【目的】构建包含抗鳞翅目害虫基因cry1Ab13的重组植物表达载体,并利用其创制对玉米螟Ostrinia furnacalis具有优良抗性的转基因玉米Zea may L.新种质。【方法】利用同源重组法将cry1Ab13基因连接到表达载体pCAMBIA3300-Bar上,获得以抗除草剂Bar基因为筛选标记的植物表达载体pCAMBIA3300-cry1Ab13-Bar。通过农杆菌介导法转化玉米自交系H99幼胚,对再生植株进行逐代除草剂筛选、PCR检测及T2代植株的Southern blotting检测、实时荧光定量PCR检测,并对转基因植株进行田间及室内抗虫性鉴定。【结果】构建了cry1Ab13基因的植物表达载体,转化玉米获得3株高抗玉米螟和1株抗玉米螟的T2代转基因植株。Southern blotting证明cry1Ab13基因已经整合到玉米基因组中,实时荧光定量PCR结果表明cry1Ab13基因已经在玉米植株内表达。抗虫性鉴定结果表明,与对照相比转基因植株对玉米螟的抗性显著提高。【结论】将cry1Ab13基因导入玉米并成功表达,显著提高了转基因玉米对玉米螟的抗性,为抗虫玉米新种质的创制奠定了基础。     

产Zwittermicin A的苏云金芽孢杆菌菌株的筛选及抗性基因zmaR的克隆与表达

 通过PCR方法筛选160株苏云金芽孢杆菌，其中94株含有zmaR基因。测定了含zmaR基因的菌株培养物上清液对草生欧文氏杆菌（Erwinia herbicola）的抑菌活性，结果表明有67株菌有抑菌活性，其中21株抑菌活性较高。经鉴定，抑菌活性较高的G03菌株含有cry1Ac、cry1Aa、cry1Ca和cry2Ab等高毒力杀虫基因，并从G03中克隆了zmaR全长基因，完成了序列测定。该基因编码区为1 125 bp，由核苷酸序列推导的氨基酸残基组成为375个，分子量为43.5 kD，等电点pI4.945。通过载体pET-21b将zmaR基因导入大肠杆菌BL21，可正常表达43.5 kD蛋白，并使宿主菌产生对Zwittermicin A的抗性。     

Construction of an engineering strain expressing cry7Ab7 gene cloned from Bacillus thuringiensis

The genotype of Bacillus thuringiensis (Bt) strain GW6 isolated in China was identified, and a novel cry7Ab gene was found based on the results of PCRs using 40 pairs of cry universal primers. The cry7Ab gene was cloned by PCR and named as cry7Ab7 by the Bt Delta Endotoxin Nomenclature Committee (GenBank Accession No. FJ940776). The construction of a novel three-dimensional structure of Cry7Ab7 protein via homology modeling methods indicated that the Cry7Ab7 protein was different from other Cry7Ab proteins within the domain structures. The cry7Ab7 gene was inserted into the BamHI/SalI sites of E. coli expression vector pET21b and the Bt-E. coli shuttle vector pSXY422b to construct the recombinant plasmids pET21b-7Ab7 and pSXY422b-7Ab7, which were then transformed into E. coli BL21 and Bt HD73cry in order to obtain the E. coli transformant EC7Ab7 and the engineering strain Bt HD7AB, respectively. The bioassay results showed that Cry7Ab7 protein inclusion bodies in EC7Ab7 and the crystal proteins in HD7AB were highly toxic to the second-instar larvae of Henosepilachna vigintioctomaculata with the LC₅₀ values of 1.167 μg·μL^?1 and 0.779 μg·μL^?1, respectively. Our results clearly indicated that cry7Ab7 gene can offer important benefits to research on Coccinellidae insect pest control.     

cry1A基因通用检测方法的建立

cry1A基因编码苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白，是转基因植物使用最为广泛的抗虫基因，包括cry1Ab、cry1Ac、cry1A.105、cry1Ab/Ac等类型，cry1A基因为靶标的检测方法在转基因植物安全监管与检测中尤为重要。虽已建立数种cry1A基因检测方法，但均因该基因间序列差别较大而无法覆盖大部分转化体。由此，采用简并引物的策略，开发了一种cry1A基因通用检测方法，检测能力覆盖了常见的16种含cry1A的转化体，开发过程包括实验室内部方法建立和实验室间循环验证。结果表明，该方法在引物终浓度04 μmol·L-1，退火温度64 ℃的条件下，能够特异性检测样品中含有的cry1A基因，检出限为01%。开发的cry1A基因检测方法参数全面，重复性和重现性良好，为国内外转基因成分监管与检测提供方法参考。     

转cry2Ab4和vip3Aa11基因烟草对小地老虎杀虫效果研究

小地老虎严重危害农业生产,通过转基因技术提高作物对小地老虎的杀虫效果是一条切实可行的途径。cry2Ab4和vip3Aa11是从苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）中克隆到的两个杀虫基因。分别构建了pCS2Ab和pCSvip3A两种植物表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草（Nicotiana tabacum L.）NC89,并得到32株和35株阳性转基因植株。通过对其进行RT-PCR分析、Western杂交分子检测证实两种外源基因在烟草植株中可以正常表达。人工饲喂初龄小地老虎幼虫,对两种转基因植株进行生物活性检测,结果显示饲喂转基因叶片的小地老虎幼虫死亡率在82%以上,抗虫能力比对照显著提高,转vip3A植株抗虫效果优于转cry2Ab植株。     

苏云金芽孢杆菌新菌株S249 cry2Ad2的克隆及特征分析

根据GenBank中cry2Ad基因序列设计1对特异性引物,以苏云金芽孢杆菌新菌株S249质粒 DNA为模板,应用PCR扩增技术得到了1条大小约为2．0 kb的DNA片段(cry2Ad2)。通过引物步行法测定该片段长1919 bp,其中开放阅读框(ORF)长1902 bp,编码633个氨基酸;经DNASTAR软件分析,预测其蛋白分子量为70．72 ku,等电点pI=8．26。序列比较结果表明,该基因与cry2Ad类基因高度同源(同源性达99%)。该基因已在GenBank中登录,登录号为DQ219823,并被Bt δ-内毒素基因国际命名委员会正式命名为cry2Ad2。     

农杆菌介导法获得籼稻温敏核雄性不育系转Bt基因植株

通过农杆菌介导法将Bt融合型基因cry1Ab/cry1Ac导入籼稻温敏核雄性不育系03B198S和03B199S的愈伤组织,经过多轮潮霉素筛选,获得了一批独立转化体,同时,从每一个独立转化体至少再生出5株绿苗。经PCR、RT-PCR检测证实该Bt融合型基因已整合到部分受体基因组中,并表现出不同程度的表达。这些阳性转基因植株在异地异季低温条件下割蔸栽植,部分恢复可育,且表现出很强的抗螟虫性能。     

Identification and Distribution of Bacillus thuringiensis Isolates from Primeval Forests in Yunnan and Hainan Provinces and Northeast Region of China

Ninety-two Bacillus thuringiensis isolates were screened from 683 soil samples collected from tropical and semitropical primeval forests in Yunnan and Hainan provinces of China. Several shapes of crystals, including bipyramidal, square, ovoid, spherical, and amorphous, were observed in the B. thuringiensis isolates. Twenty-six pairs of primers were used to identify 31 holotype cry genes at primary rank of the B. thuringiensis cry gene nomenclature system. The cry gene-types of 92 B. thuringiensis isolates and 33 B. thuringiensis isolates screened from Northeast region of China were identified by PCR-RFLP and SDS-PAGE methods. Fifty-eight isolates harbored cry1 genes, 32 isolates cry2 genes, 12 isolates cry8 genes, 3 isolates cry9 genes, 12 isolates cry11 genes, and 13 isolates cry30 genes. Of the tested isolates, 42 produced no reaction product with 26 pairs of primers and also exhibited no toxicity against 8 insect species tested. The isolate Z2-34 harbored a novel cry30 gene, exhibited insecticidal activity against Aedes albopictus of Dipterans. The accession number of the novel genes in this study is AY916046. Isolation and identification of B. thuringiensis and cry gene are important for investigating the diversity of B. thuringiensis resources and cloning new cry gene.