cry1Ac基因启动子表达Vip3Aa蛋白特性分析

苏云金芽胞杆菌cry基因启动子常用于构建蛋白表达载体。为探讨苏云金芽胞杆菌cry基因启动子指导Vip3Aa蛋白表达情况及杀虫活性,以p UC19载体为基础,运用重叠引物PCR方法构建Vip3Aa11表达载体,并与由T7启动子指导的Vip3Aa11表达蛋白杀虫活性、抗胰蛋白酶稳定性比较,初步探索发酵条件。结果表明,cry1Ac启动子与T7启动子均在上清液中表达大小为88 ku Vip3Aa11蛋白,对甜菜夜蛾、棉铃虫杀虫活性差异不显著,cry1Ac基因启动子在37℃、48 h更适合Vip3Aa11蛋白的表达,为vip基因表达、功能验证及杀虫机理等研究提供新思路。     

核型多角体病毒p74基因在苏云金芽胞杆菌中的表达

 【目的】利用核型多角体病毒（NPV）的p74基因与苏云金芽胞杆菌（Bt）的cry1Ac基因构建融合基因cry1Ac-p74,构建具有广谱杀虫作用的工程菌。【方法】从Bt4.0718菌株中克隆cry1Ac基因及其终止子cry1Act,从苜蓿丫纹夜蛾核型多角体病毒（AcMNPV）中克隆p74基因,以pMD-T作为大肠杆菌亚克隆载体,分别构建含有目的基因片段的T载体pT1Ac、pTp74、pT1Act以及中间载体pT1Act、pTp74Act,获得携带有目的融合基因cry1Ac-p74的表达载体pH1Acp74;该表达载体电转化至Bt无晶体突变株XBU001,得到目的重组菌株XBU-H1Acp74。【结果】XBU-H1Acp74可表达130 kD的Cry1Ac蛋白和50 kD的P74蛋白,生测显示P74蛋白可以协同Cry1Ac的杀虫效果。【结论】本研究成功构建了cry1Ac基因与p74基因融合的Bt工程菌,为进一步研究和构建新型生物杀虫剂的工程菌株,研制出高效、广谱、安全的杀虫剂提供了新的技术途径。     

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.     

Cry1Ia和Cry2Ab融合蛋白的表达

[目的]苏云金芽孢杆菌表达的杀虫蛋白Cry1Ia和Cry2Ab对鳞翅目和鞘翅目昆虫具有较好的杀虫活性。为充分利用已有Cry蛋白,本文构建了两者的融合蛋白,并对融合蛋白的原核表达进行检测。[方法]本文将两个基因的编码基因,按照两种先后顺序拼接起来,获得cry1Ia-cry2Ab融合基因和cry2Ab-cry1Ia融合基因。另外,将Cry1Ia蛋白N端第一个α-螺旋(73个氨基酸)的编码序列删除后,接入cry2Ab基因5'端,获得第三个融合基因cry1IaD73-cry2Ab。将3个基因分别插入pHT304载体,并由cry1Ac基因的启动子和终止子调控其在Bt细胞中表达。[结果]SDS-PAGE结果显示,Cry1Ia-Cry2Ab、Cry2Ab-Cry1Ia和Cry1IaD73-Cry2Ab三个融合蛋白均能够在Bt细胞中表达,其测定分子量与预期大小一致,分别约152kDa、152kDa和144kDa。蛋白印迹法分析发现,在表达过程中,三种融合蛋白均有一定比例的降解。另外,不同温度对融合蛋白的表达也有不同程度的影响。[结论]本研究构建了3种融合杀虫基因并在Bt细胞中成功表达,为进一步解析这类融合蛋白的杀虫活性和机理奠定了基础。     

苏云金芽胞杆菌BRC-HZP7杀虫晶体蛋白多样性分析

分离自武夷山土壤的苏云金芽胞杆菌BRC-HZP7菌株对小菜蛾和甜菜夜蛾幼虫有较好的毒杀作用.对该菌株进行了生理生化测定、cry基因的PCR-RFLP检测,以及通过SDS-PAGE检测晶体蛋白,并对蛋白点进行肽段指纹图谱鉴定.结果表明该菌株含有cry1Aa、cry1 Ba、cry1 Ia、cry2Ab、cry2Ac、cr...     

在苏云金芽胞杆菌中高效和稳定表达AiiA蛋白

 【目的】摸索提高AiiA蛋白对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力的方法。【方法】苏云金芽胞杆菌的AiiA蛋白是一种胞内蛋白，能降解参与诱导调控多种植物病原菌致病基因表达的N-乙酰高丝氨酸内酯信号分子。本文采用两种方式来提高AiiA蛋白的活性，即利用苏云金芽胞杆菌S-层蛋白在细胞表面表达该蛋白以及利用苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3Aa启动子来提高aiiA基因的表达量。为此构建该蛋白基因与细胞表面S-层蛋白的锚定区结合而成的融合蛋白基因slh-aiiA以及带有基因cry3Aa启动子的融合基因pro3A-aiiA。为了提高表达的稳定性以及去掉重组菌中非苏云金芽胞杆菌片段，本文构建了解离载体pBMB5401，并将上述两个融合基因单独或同时装入解离载体pBMB5401，分别得到重组质粒pBMBcaiiA，pBMB3aiiA和pBMB3439。转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171，随后导入温度敏感型辅助质粒pEG922，重组质粒在整合酶的作用下发生体内重组，消除了抗性基因等非必需片段。【结果】得到3个重组菌BMBcaiiAR，BMB3aiiAR和BMB3439R，在无抗性选择压力下的稳定性均在90%以上。融合蛋白SLH-AiiA及pro3A-AiiA在解离后的重组菌中得到表达，具有对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力。【结论】在苏云金芽胞杆菌中高效和稳定表达AiiA蛋白,可增强其对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力，当同时结合两种方式来表达AiiA蛋白时效果最好。     

苏云金芽胞杆菌cry1Aa19基因的克隆、表达及杀虫活性分析

研究根据cry1Aa类基因的全长序列设计全长引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株LS-R-21的基因组DNA为模板扩增出片段大小为3 600 bp的cry1Aa的全长基因,与大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pEB相连接获得含有cry1Aa全长基因的重组质粒pEB-cry1Aa,转入大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中,诱导表达出132 ku的蛋白。该蛋白由1 175个氨基酸组成,其分子质量为132.9964 ku。该基因核苷酸序列已在GenBank中登录,登录号为HQ685121,并且被国际基因命名委员会正式命名为cry1Aa19。杀虫活性测定结果表明,cry1Aa对小菜蛾(Plutella xylostella)有很强的杀虫活性,LC50为1.18μg.mL-1。该基因的获得将为害虫抗性研究及高效工程菌的构建提供了重要的试验材料。     

一种新型Cry1Bd蛋白及其原核表达

Cry1B对鳞翅目和鞘翅目昆虫具有特异的杀虫活性,但是目前对其研究相对较少。不断发掘新的Cry1B蛋白并研究其杀虫机制能够为农业害虫的生物防治提供依据。前期鉴定出一种新的cry1Bd基因,将其命名为newcry1Bd。首先,将new-Cry1Bd蛋白与其他Cry1B家族蛋白进行亲缘关系对比,确定其所属分支,然后,把该基因克隆至pHT304载体,由cry1Ac基因启动子和终止子调控其在Bt菌株中的表达;另外,为了研究new-Cry1Bd蛋白N端杀虫活性区域的表达稳定性,把其N端编码序列单独克隆至pHT304中,构建类似的表达框架,用于蛋白表达分析。结果发现,new-Cry1Bd蛋白与Cry1Bd分支最为接近;序列比对结果显示,new-Cry1Bd蛋白与Cry1Bd1蛋白仅相差3个氨基酸(S572、E1147和L1227),其中,只有第一个差异位点位于N端活性区域,该蛋白及其N端部分(new-Cry1Bdhalf)均能在Bt菌株中表达,但其表达产物的可溶性差异较大,约有1/2的new-Cry1Bd蛋白表达产物可以溶解于Na_2CO_3溶液,而大部分new-Cry1Bdhalf蛋白无法溶解。结果表明,new-Cry1Bd蛋白是一种新型的Cry1Bd蛋白,这是对Cry1B蛋白家族成员的补充;同时,该蛋白的成功表达,可为后期研究其杀虫活性和机制奠定基础。     

苏云金芽孢杆菌cry1Ac28基因的克隆及原核表达

研究旨在克隆苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)Q-12的cry1Ac28基因并在原核载体中表达。应用PCR-RFLP法鉴定出Bt Q-12中含有cry1Ac基因,根据已知的cry1Ac全长基因序列设计特异引物,以Bt Q-12基因组DNA为模板扩增cry1Ac全长基因,与大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pEB相连接获得含有cry1Ac全长基因的重组质粒pEB-cry1Ac,经过序列分析表明,该基因编码区为3 537 bp,编码1 178个氨基酸,分子质量为133.3176 ku,pI为4.885,为弱酸性蛋白质,亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)三种氨基酸含量最高,分别为8.06%、7.80%、7.72%,该基因在大肠杆菌BL21(DE3)菌株能够正常表达133.3176 ku蛋白。该基因核苷酸序列已在GenBank中登录,登录号为FJ610439,并由Btδ-内毒素基因国际命名委员会正式命名为cry1Ac28。为进一步研究cry1Ac28蛋白功能和活性打下了良好的基础。     

苏云金芽孢杆菌Cry2Aa蛋白的体外表达及纯化

根据大肠杆菌密码子偏好性对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)cry2Aa基因进行优化,并合成全长基因,将cry2Aa基因克隆到表达载体pET-44a上,转化到大肠杆菌Rosetta中进行诱导表达,优化表达条件,采用亲和层析和SDS-PAGE胶回收纯化,Western blot鉴定回收产物.结果表明,IPTG浓度为0.50 mmol/L、27℃诱导4h时Cry2Aa蛋白表达量最高,SDS-PAGE胶回收Cry2Aa纯化蛋白所得的产量高于亲和层析法.     

Polyhedrosis Virus in Bacillus thuringiensis

This study was conducted to build a recombinant strain with highly insecticidal activity and a wide host range by using the cry1Ac and p74 gene.Firstly,the p74 gene was amplified from the genosome of Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus.The cry1Ac gene and the terminator gene of cry1Ac,named cry1Act,were amplified from the plasmid of Bt 4.0718 strain.Three T vectors,named pTp74,pT1Ac,and pT1 Act which held the aimed gene p74,cry1Ac,and cry1Act,respectively,and two middle vectors,named pTp74Act and pT1Acp74 which held the aimed fusion gene p74-cry1Act and cry1Ac-p74,respectively,were built by using pMD18-T.Then pT1Acp74 and the shuttle plasmid were digested and linked and an expressing-vector pH1Acp74 was built.Finally,pH1Acp74 was transformed into the acrystalliferous strain XBU001 and the aimed recombinant strain XBU-H1Acp74 was obtained.The expression of Bt transformant XBU-H1Acp74 was analyzed by SDS-PAGE which showed XBU-H1Acp74 could produce 130 kDa Cry1Ac protein and 50 kDa P74 protein.The insecticidal activity of transformant against Spodoptera exigua was evaluated compared with the contrast strains HTX-42(only cry1Ac gene was transformed into XBU001)after autolysis.The LC50 of HTX-42 was higher than that of the XBU-H1Acp74's,which implied that P74 could increase the efficacy and range of Bt Cry toxins in insect control.The fusion gene of cry1Ac and p74 were constructed successfully which will be served as the foundation for constructing the fusion genes of Bt cry gene and other foreign genes.     

cry2Aa9m抗虫基因植物表达载体构建及对大豆的遗传转化

cry2Aa9m基因编码的杀虫晶体蛋白(ICPs)对鳞翅目(Lepidoptera)和双翅目(Dipter)昆虫具有显著的毒杀作用,可防治大豆食心虫等害虫。试验构建了由豆荚特异性启动子Pmsg调控的cry2Aa9m基因的植物表达载体pCMB2A,以抗除草剂bar基因为筛选标记,通过农杆菌介导法对绥农28大豆子叶节进行遗传转化,获得抗性株系8株。经PCR和RT-PCR检测结果证明,cry2Aa9m基因已经整合到大豆基因组中并得以表达。研究为抗大豆食心虫转基因育种产业化奠定基础。     

Toxicity and binding analyses of Bacillus thuringiensis toxin Vip3A in Cry1Ac-resistant and-susceptible strains of Helicoverpa armigera(Hübner)

The Bacillus thuringiensis vegetative insecticidal protein, Vip3 A, represents a new family of Bt toxin and is currently applied to commercial transgenic cotton. To determine whether the Cry1Ac-resistant Helicoverpa armigera is cross-resistant to Vip3 Aa protein, insecticidal activities, proteolytic activations and binding properties of Vip3 Aa toxin were investigated using Cry1Ac-susceptible(96S) and Cry1Ac-resistant H. armigera strain(Cry1Ac-R). The toxicity of Vip3 Aa in Cry1Ac-R slightly reduced compared with 96 S, the resistance ratio was only 1.7-fold. The digestion rate of full-length Vip3 Aa by gut juice extracts from 96 S was little faster than that from Cry1Ac-R. Surface plasmon resonance(SPR) showed there was no significant difference between the binding affinity of Vip3 Aa and BBMVs between 96 S and Cry1Ac-R strains, and there was no significant competitive binding between Vip3 Aa and Cry1 Ac in susceptible or resistant strains. So there had little cross-resistance between Vip3 Aa and Cry1 Ac,Vip3A+Cry proteins maybe the suitable pyramid strategy to control H. armigera in China in the future.     

基于GR79 EPSPS筛选标记的抗虫抗除草剂表达载体构建及抗性鉴定

虫害和草害是农业生产中两大主要危害。目前,尽管转基因抗虫和抗除草剂作物相继报道和应用,然而我国抗虫抗除草剂复合性状作物培育仍然明显滞后,而且多依靠传统杂交选育的手段,费事费力、周期长。根据苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）Cry1Ac蛋白结合结构域和毒性结构域特征,人工合成杀虫基因cry1Ac-2.5。同时,利用抗除草剂基因GR79 EPSPS替换卡那霉素筛选标记,构建基于草甘膦除草剂筛选标记的复合抗虫抗除草剂植物表达载体,并转化烟草。qRT-PCR结果表明转基因烟草cry1Ac-2.5和GR79 EPSPS基因转录水平均成功表达,经Bt和GR79试纸条检测表明上述基因在蛋白水平正确翻译。抗性实验表明,转基因烟草愈伤经草甘膦筛选,阳性率达到80%,且转基因烟草耐受100 mg/L草甘膦处理。抗虫实验表明,饲喂cry1Ac-2.5转基因烟草4 d后,棉铃虫幼虫死亡率为90%左右,表明人工基因cry1Ac-2.5具有显著的的抗虫效果。以上结果表明,构建的抗虫抗除草剂植物表达载体（Cry1Ac-2.5+GR79 EPSPS）将抗虫基因和抗除草剂基因有效合并,对于快速培育抗虫抗除草剂作物具有指导意义。