球形芽直菌杀蚊毒素的作用方式和蚊虫的抗性特征

球形芽孢杆菌是一种对蚊幼虫有毒杀作用的好气芽孢杆菌。高毒力菌株在孢形成过程中能产生有５１．４和４１．９ｋＤａ蛋白组成的伴孢晶体。蚊幼虫取食芽孢／晶体混合物后,晶体蛋白被降解形成活性蛋白而结合到中肠上皮细胞的特异性结合位点上,最后导致蚊幼死亡;低毒力菌和部分高毒力菌株在其营养体生长阶段可产生可溶性的１００、３０．５和３８．５ｋＤａ的Ｍｔｘ毒素。该毒晶体毒素其它杀虫纱无同源性,其杀蚊人艇机理不祥。在实     

球形芽胞杆菌Cry48Aa/Cry49Aa毒素在苏云金芽胞杆菌中的共表达及杀蚊活性

球形芽胞杆菌Cry48Aa/Cry49Aa复合杀蚊毒素对库蚊有高毒力,并能杀死二元毒素BinA/BinB抗性蚊虫,是一种比较有潜力的新型杀蚊毒素蛋白,但Cry48Aa在野生菌株中表达量较低限制了该毒素的开发与应用。本文将cry48Aa基因启动子置换,并将cry48Aa和cry49Aa在苏云金芽胞杆菌中进行共表达。SDS-PAGE检测重组蛋白表达,可见120 kD左右的Cry48Aa蛋白带和53 kD的Cry49Aa蛋白带,cry48Aa在自身启动子下表达量偏低,在置换强启动子Pcry1Aa后表达量明显提高,但Cry48Aa仍低于Cry49Aa的表达量。重组菌株BMB171-pBU-cry48Aa-cry49Aa和BMB171-pBU-Pcry1Aa-cry48Aa-cry49Aa产生典型的双锥型和方形2种晶体。两菌株发酵液对实验室饲养的二元毒素敏感(CqSL)和抗性致倦库蚊(CqRL/C3-41)品系4龄幼虫都表现出高毒力,LC₅₀分别为3.05和3.45以及0.65和0.82 μL/mL。     

球形芽孢杆菌在死蚊幼体内的再循环及其对持效期的影响

球形芽孢杆菌Ｃ３┐４１杀蚊幼实验制剂对３～４龄致倦库蚊和大劣按蚊幼虫有较强的毒性,其４８小时的ＬＣ５０值分别为０．００７９５和０．９８５００ｍｇ／Ｌ。蚊幼虫死亡后,球形芽孢杆菌芽孢能在死蚊幼体内正常萌发、繁殖和发育,并产生有杀蚊活性的芽孢和晶体混合物。在含有死蚊幼虫的处理组,两种蚊幼虫的死亡率２０天内一直维持在９５％以上;在无死蚊幼的对照组,大劣按蚊幼虫１４天后的死亡率下降为０,致倦库蚊幼虫２０天后的死亡率下降到１０％以下。证明经球形芽孢杆菌处理致死的蚊幼尸体可以延长制剂在水体中的持效期     

球形芽胞杆菌Cry48Aa/Cry49Aa杀蚊毒素与致倦库蚊中肠上皮细胞复合物的结合特性

Cry48Aa/Cry49Aa毒素是近年来在球形芽胞杆菌IAB59中发现的新型双组分毒素,仅对库蚊具有较高的毒杀作用并能杀死二元毒素(Bin)抗性库蚊,是一种比较有潜力的新型杀蚊毒素蛋白,但目前对Cry48Aa/Cry49Aa毒素的作用模式还不清楚。本研究将cry48Aa和cry49Aa基因在苏云金芽胞杆菌无晶体突变株中表达,纯化毒素的生测结果表明该复合毒素对Bin毒素敏感和抗性致倦库蚊均表现较高的毒杀作用,毒力无显著差异。生物素标记的毒素与致倦库蚊BBMF特异性结合试验表明Cry48Aa和Cry49Aa毒素与两蚊虫品系BBMF都具有较高的结合特异性,Cry48Aa结合能力较高,其解离常数(Kd)分别为(9.5±1.8)和(13.9±2.3)nmol/L;Cry49Aa的解离常数分别为(25.4±3.8)和(28.1±4.2)nmol/L。异源竞争结合试验结果表明Cry48Aa毒素则可以有效地和Cry49Aa毒素竞争结合BBMF蛋白上的结合位点,其IC₅₀分别为(22.1±3.7)和(15.4±2.6)nmol/L,而Cry49Aa不能竞争封闭Cry48Aa毒素与两蚊虫品系BBMF蛋白的结合位点,其IC₅₀均大于17μmol/L。该研究结果可为揭示Cry48Aa/Cry49Aa毒素的作用机制提供一定的研究基础。     

两株球形芽孢杆菌的生物学和对致乏库蚊的毒力

我们证明了球形芽孢杆菌Bacillus sphaericus Neide(简称B·s)1593和MR—4菌株的生化特性和酯酶型相同,但其血清型分别属于球形芽孢杆菌血清型H5a5b和H25。这两个菌株在(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)种培养基中的生长曲线。用致乏库蚊Culex fatigans 2龄幼虫进行生物测定,结果1593和MR-4菌株对致乏库蚊幼虫的毒杀作用强于苏芸金杆菌以色列变种1897;于Ⅲ号培养基上的细菌制剂毒力高于其它培养基上的制剂,我们还证明这两个制剂能持续二天以上的杀蚊效果。本文还讨论了幼虫虫龄、喂食和冻融作用对B·s.毒力的影响。蚊类是疟疾、丝虫病、病毒性脑炎、黄热病和登革热等病的媒介,给人类的健康造成了严重的威胁。为有效地消灭或控制蚊类,开展微生物防治是很重要的。蚊类的病原菌——球形芽孢杆菌B·s.分布于世界各地(士山彬,1980;Singer,1980;Davidson等1981)。目前有关它的形态和生物学特性、对各种蚊幼虫的毒力及引起蚊幼虫的病理变化均有研究。有的学者根据DNA同源现象将B.s.分为遗传学上的5个群。按噬菌体分型,有病原性的B.s.可分为4群。de Barjac证实鞭毛抗原分型与噬菌体分型有平行关系(Singer,1980;Davidson等,1981)。十余年来对B.s.1593菌株研究较多,但对B.s.MR—4菌株仅有零星报道,且所涉及的蚊种也很有限。我国蚊类为害严重,而对蚊类这一病原几乎未作系统的研究。作者对B.s.1593和MR—4菌株的生物学特性、两菌在三种培养基中的发酵性能及其对致乏库蚊幼虫的毒力进行了对比,还观察了不同虫龄的敏感性和生物测定中添加饵料与否对其药效的影响。在我国蚊类的微生物防治中,对高毒力菌株及获得高毒效制剂的培养基的选择,对野外试验中某些应用技术的确立有所裨益。     

苏云金杆菌芽孢与晶体不同配比对亚洲玉米螟的毒效

苏云金杆菌3个变种的芽孢与晶体按重量百分比混合,以亚洲玉米螟1龄和2龄幼虫测定毒力。对1龄幼虫主要致病因素是晶体。对2龄幼虫,“HD—1”以晶体为主;SB—14菌株当芽孢与晶体1:1时,杀虫效果最好;E743—4菌株以芽孢为主。     

东北地区高毒力苏云金芽孢杆菌HB-3菌株生物学特性研究

从自然死亡的玉米螟幼虫体内分离获得一株对玉米螟高毒的苏云金芽孢杆菌,编号为HB-3。该菌株产生菱形和方形两种晶体蛋白。纯化晶体及孢晶混合物的毒力测定结果表明,该菌株对玉米螟具有较高毒力,LC₅₀分别为5.82μg/mL和5.94μg/mL,对尖音库蚊也有一定毒力,LC₅₀分别为16.59μg/mL和17.50μg/mL。生理生化特性研究结果表明,HB-3与已知的蜡螟亚种(Bacillus thuringiensissubsp.galleriae)基本一致,血清型为H5ab。晶体蛋白的SDS-PAGE分析表明,HB-3菌株晶体蛋白至少由分子量为133 kDa、65 kDa4、5 kDa和23 kDa的4种多肽组成。     

pH值和贮藏温度对球形芽孢杆菌杀蚊活性和芽孢活性的影响

在球形芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ）悬乳剂的生产和应用中，由于制剂的ｐＨ不合适，会导致制剂发生二次发酵，产生异味和杀蚊活性下降。本文考查了不同ｐＨ值和贮藏温度（室温和４℃）对球形芽孢杆菌杀蚊活性和芽孢活性的影响，确定了制剂的最佳贮藏条...     

夜蛾科昆虫高毒力苏云金杆菌菌株的分离和筛选

从山东省采集的750份土样中分离出苏云金芽孢杆菌菌株57株,这些菌株的晶体形态主要有菱形、圆形等。以夜蛾科害虫粘虫和甜菜夜蛾初孵幼虫为试虫,通过生测筛选出一株高毒力菌株QCL-1。菌株QCL-1对甜菜夜蛾的毒力显著高于标准菌株HD-1,对粘虫的毒力与HD-1相当。     

研究苏云金芽孢杆菌毒素作用的新思路

苏云金芽孢杆菌对多种昆虫具有特异毒杀作用,虽然对其作用机理有了一定的了解,但对昆虫随之出现的抗性研究还很不深入。利用秀丽隐杆线虫这种模式动物并结合基因芯片技术和基因组学研究,为详细了解苏云金芽孢杆菌毒素的作用机理、昆虫对毒素的抗性机理和研究更加高效的生物杀虫制剂提供了新的思路。     

Lack of cross-resistance to Mtx1 from Bacillus sphaericus in B. sphaericus-resistant Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae)

The toxicities of Mtx1 toxin against dipteran and lepidopteran species have been evaluated in this study. It was shown that Mtx1 has little or no toxicity to the tested lepidopteran species, but has moderate-level toxicity to Aedes albopictus Skuse (Diptera: Culicidae) and high-level toxicity to both susceptible and binary toxin-resistant Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae). The LC(50) values of Mtx1 against a susceptible C. quinquefasciatus colony SLCq and two resistant colonies RLCq1/C3-41 and RLCq2/IAB59 selected in the laboratory with Bacillus sphaericus (Mayer & Neide) strains C3-41 and IAB59 respectively were 0.508, 0.854 and 0.675 mg L(-1) respectively. The data indicate that Mtx1 has a different mode of action from the binary toxin, and that it could be an alternative toxin to delay or overcome resistance development to binary toxin in C. quinquefasciatus.     

Persistence of Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) in the environment induces resistance to multiple Bti toxins in mosquitoes

BACKGROUND: The simultaneous production of six different toxins by Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) is thought to delay the evolution of resistance in treated mosquito populations. Recent studies have shown that Bti can persist and proliferate in the environment, thereby imposing continuous selective pressure on mosquito populations, raising concerns about the long‐term effectiveness of this bioinsecticide. In order to evaluate the effect of Bti persistence on the evolution of resistance, the authors selected a laboratory Aedes aegypti L. strain with field‐collected leaf litter containing Bti toxins. RESULTS: It is shown that resistance to each individual Bti toxin (up to 30‐fold) can be obtained after only a few generations of selection. However, the resistance to commercial Bti and to environmental Bti remains low (twofold and 3.4‐fold respectively) in the selected strain. Furthermore, some selected individuals exhibited resistance to Cry4B but not to Cry4A, suggesting that two distinct resistance mechanisms are involved in the resistance to these two toxins. CONCLUSION: Considering that resistance to Cry toxins might act as a first step to resistance to a complete Bti toxin mixture, the present results highlight the importance of testing each toxin individually in order accurately to monitor Bti toxin resistance evolution in field populations. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

豫南罗索线虫感染库蚊、伊蚊和阿蚊的实验研究

试验的伊蚊、库蚊和阿蚊,对豫南罗索线虫均表现敏感,当蚊幼与线幼虫数之比为1:5时,4种伊蚊的感染率均在95％以上;致倦库蚊和三带喙库蚊的感染率分别为98.6％和97.1％,骚扰阿蚊为66.4％。线虫在蚊体内发育良好,感染度亦较高,表明此线虫具有应用前景。     

Does cotton bollworm show cross-resistance to the Bacillus thuringiensis toxins Cry1Ac and Cry2Ab? A mini review

Since 1996, transgenic Bacillus thuringiensis(Bt) cotton has been commercially grown in numerous countries in an effort to stem the losses caused by key lepidopteran pests. However, the development of pest resistance to Bt toxins has jeopardized the continued utilization of Bt cotton. As a strategy designed to circumvent the development of resistance, Bt cotton varieties expressing two or more toxins targeting the same pest have been introduced. Nevertheless, from the perspective of long-term planting of Bt cotton, the potential risk of cross-resistance to these Bt toxins is a threat that cannot be ignored. In this paper, we review current research(including that based on the analysis of protein binding sites and resistance genes) on the resistance of cotton bollworm(Helicoverpa armigera) to the Bt toxins Cry1 Ac and Cry2 Ab and the interrelationship between these toxins. On the basis of existing evidence, we assume that the actions of Cry1 Ac and Cry2 Ab against cotton bollworm are not completely independent, and then propose the "resistance-associated gene mutation potential hypothesis". Although the mechanisms underlying the resistance of pests to Bt toxins are yet to be comprehensively elucidated, this hypothesis could undoubtedly have important implications for adopting "pyramid" strategy in the future. Further research is recommended to devise strategies to retard the development of H. armigera resistance to Bt cotton, either using different Bt toxins or their various combinations.     

四种Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫毒力测定及中肠组织病理学变化

为更好地了解苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis毒素蛋白对二点委夜蛾Athetis lepigone的毒力以及作用机理,通过饲喂含有Cry1Ac、Cry1Ab、Cry2Ab和Vip3Aa四种不同Bt毒素蛋白饲料,测定Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的毒力,并观察取食4种毒素蛋白后幼虫中肠组织的病理学变化。结果显示,二点委夜蛾幼虫取食毒素蛋白后72 h,Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性较高,校正死亡率为84.7%和76.4%;Vip3Aa和Cry2Ab毒素蛋白的毒力较弱。二点委夜蛾幼虫取食4种Bt毒素蛋白后,中肠柱状细胞微绒毛脱落,杂乱地分散在肠腔内,杯状细胞变形和腔内微绒毛脱落,线粒体和内质网等变形破裂,细胞核的核膜消失、核质凝聚和形状发生变化,经Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白处理后中肠细胞的病变症状和速度明显高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白处理。表明Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫杀虫活性较高,显著高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白,且对其中肠细胞的破坏作用也较强。     

苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进展

马铃薯甲虫是重要的入侵害虫,严重威胁着我国粮食作物马铃薯的生产。苏云金芽胞杆菌是重要的农业害虫生防细菌,对马铃薯甲虫有良好的防治效果。本文围绕苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进展与应用进行综述。主要从马铃薯甲虫的入侵与防治手段、苏云金芽胞杆菌的晶体蛋白结构与杀虫机制、对马铃薯甲虫有活性的Bt毒蛋白研究进展、Bt毒蛋白对马铃薯甲虫的作用机制以及马铃薯甲虫对Bt毒蛋白的抗性机制等方面进行了综述。最后,从Bt新基因的挖掘和杀虫机理方面对苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进行了展望。     

青霉素影响甜菜夜蛾幼虫耐受几种苏云金杆菌晶体蛋白的能力

本文评估了Cry1Ab、Cry1Ba和Cry1Ca蛋白对甜菜夜蛾2龄幼虫的毒力,其LC50分别为0.442 5、0.675 7 μg/cm2和0.150 2 μg/cm2,Cry1Ba毒力最低,其次是Cry1Ab,而Cry1Ca毒力最高。青霉素影响幼虫对晶体毒素的耐受能力;一次添加高剂量(500 μg/cm2)青霉素于饲料中显著提高幼虫的耐受能力,以含低剂量(60 μg/cm2)青霉素的饲料饲养幼虫多代也能达到相似的效果。     

灭蚊幼球形芽孢杆菌漂浮颗粒剂研制与应用

根据蚊虫的生活习性和球形芽孢杆菌BS-10灭蚊特点,以玉米棒芯颗粒为载体、以球型芽胞杆菌BS-10为杀虫活性物质,加工制成生物灭蚊漂浮颗粒剂新剂型,经试验与示范应用,该颗粒剂具有高效,毒力效价达106.5 IU／mg,每平方米水面使用颗粒剂2 g,对蚊幼虫(孑孓)杀灭效果达95%以上;持效期长,药后12 d,灭蚊效果达96.8%;性质稳定,室内常温储存1 a,药效无变化;生产工艺简单,药剂使用方便,与环境相容性好。     

苏云金杆菌Bt-59菌株Cry/Cyt毒素蛋白鉴定及杀虫活性

苏云金杆菌以色列亚种（Bacillus thuringiensis subsp.israelensis，Bti）是防治蚊幼虫的重要病原细菌，不同菌株间毒素蛋白种类和分布不尽相同。本研究利用苏云金杆菌以色列亚种Bt-59菌株的全基因组数据，对潜在的毒素基因种类、分布及菌株杀虫活性进行了分析。结果表明，Bt-59菌株除了含有Bti标准菌株主要毒素基因外，还含有Cry4-like基因，且Cry10Aa和Cyt1Ca基因在质粒4上发生了易位。质粒5上的Cry60Aa和Cry60Ba基因编码的毒素蛋白含有ETX_MTX2结构域，并与苏云金杆菌jegathesan亚种的同源蛋白一致性为100%。Cyt1Ca蛋白除了含有Bac_thur_toxin结构域外，还含有2个串联的RicinB_lectin_2结构域。菌株Bt-59对蚊幼虫具有较高的杀虫活性，对白纹伊蚊Aedes albopictus和淡色库蚊Culex pipiens pallens的LC₅₀分别为1.239 μL/L和0.341 μL/L。研究结果明确了菌株Bt-59毒素蛋白的种类和特征，为菌株遗传改良提供理论基础。     

烟草品种抗青枯病鉴定中相关因素分析

用烟草青枯病t1菌株对G3、红花大金元等品种分别作不同接种方法、不同菌量、不同年份和不同生育期接种试验以及与黄瓜花叶病（CMV）交叉接种试验，结果表明，参试品种在烟株旺长初期，用切根灌菌液接种与病区自然鉴定之间对青枯病抗性呈极显著正相关（r=0.9855)，接种体浓度以10^8scfu/ml为宜，不同抗感品种在不同年份重复鉴定中表现出不同程度的抗性波动，用相对抗病指数评价品种抗性，可减少误差。参试18个品种不同生育期与t1菌株的互作反应，分为苗感成株期抗病型和全期感病型两类。烟株生长初期交叉接种黄瓜花叶病毒（CMV）与青枯病菌明显减轻青枯病病情，但干扰了抗病性鉴定，查清了上述影响因素后，可以组装一套规范化的烟草品种抗青枯病筛选鉴定模式。