绿色荧光蛋白标记荧光假单胞菌P303及其生存能力检测

构建了含有荧光假单胞菌自身启动子PP303的中间质粒载体pGFP.然后利用mini-Tn5转座子,通过接合转移,将两个带有不同启动子的绿色荧光蛋白基因分别整合到荧光假单胞菌P303染色体上,获得了在488nm波长下发光稳定的P303m1和P303m3菌株.PCR鉴定和Southern印迹结果均证明绿色荧光蛋白已随机插入P303染色体.SDS-PAGE结果表明,含有PA1/04/03启动子的P303m3菌株GFP表达量低于含有PP303启动子的P303m1菌株,染色体标记的GFP表达量低于质粒标记.室内平板抑菌试验结果表明,P303m1与出发菌株P303抑菌活性相当,对九种植物病原真菌有较强的拮抗作用.定殖、生存竞争能力研究表明,荧光假单胞菌在自然土壤中和大白菜根际都具有较强的定殖能力.P303和P303m1在自然土壤中第60天的菌量分别为1.63×104和3.3×102cfu/g土(湿重),大白菜根际第50天的菌量分别为3.29×106和4.1×104cfu/g根(湿重).     

杀虫荧光假单胞工程菌对棉铃虫的离体及活性生物测定

利用转座子mini-Tn5将δ-毒素基因cryIA(c）整合到生防细菌荧光假单胞菌P303-1染色体上，构建成荧光假单胞工程菌，以棉铃虫二龄幼虫作供试昆虫的离体生测表明：在同一剂量水平上， PT45、PT51、PT61、PT71等工程菌株对棉铃虫幼虫的杀虫活性均高于野生菌株HD-73。浓度最高时PT45、PT51、PT61、PT71、HD-73处理棉铃虫的死亡率分别为86.7%、76.7%、80.0%、86.7%、70.0%，死亡率与浓度呈正相关，体重与浓度呈负相关，用上述工程菌接种棉花活体，喷雾处理3周后，用棉叶饲喂的棉铃虫死亡率分别达70.0%、60.0%、60.0%、66.7%、33.3%，用棉顶尖饲喂的棉铃虫死亡率分别达70.0%、63.3%、26.7%。73.3%、30.0%；用棉蕾饲喂的棉铃虫死亡率分别为63.3%、53.3%、50.0%、63.3%、26.7%。     

荧光假单胞菌Tn5诱变菌株防治小麦全蚀病的初步研究

 利用生物技术(转座子Tn5诱变)对荧光假单胞菌进行遗传改良获得对小麦全蚀病有更好防治效果的基因工程菌株。将大肠杆菌S17-1中psup2021值粒上的转座子Tn5转移到荧光假单胞菌CN12菌系的基因组内获得5100个Tn5突变体,转化频率为1.2×10^-7。与自然菌系CN12比较,7个突变体对全蚀病菌的离体拮抗作用提高到160-250%,其中3个突变体对温室苗期全蚀病防治效果也显著提高(p=0.01)。初步研究证明:(1)荧光假单胞菌中可能存在两类功能不同的拮抗作用基因(暂称为抗生基因和调控基因);(2)在目前抗病基因缺乏或难于应用的情况下,利用微生物或其有用基因达到防病增产的目的可能是一条有希望的途径。     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白研究进展

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt),属于蜡样芽胞杆菌族,芽胞杆菌属的革兰氏阳性细菌,与其它芽胞杆菌的区别是在形成芽胞的同时,伴随有杀虫晶体蛋白(Cry蛋白)的产生。Cry蛋白对鳞翅目、鞘翅目、膜翅目和双翅目等多种害虫具有特异的杀虫作用,因此,Cry蛋白以微生物杀虫剂或转Bt基因植物的形式而被广泛应用于害虫生物防治中。本文从Bt菌株的发掘、cry基因的转录调控机制、Cry蛋白的结构功能及作用机制等方面进行综述,为Bt杀虫蛋白的推广应用、Bt蛋白的定向改造和构建高效广谱的工程菌提供参考。     

苏云金芽胞杆菌分离过程中无晶体芽胞杆菌的分析

本研究选择了在苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)分离过程中发现的与Bt芽胞相似、没有伴胞晶体的8株芽胞杆菌,对其种属、质粒等生物学特性和杀虫活性进行了初步研究.对分离菌株所产芽胞进行形态观察及质粒图谱分析,发现其与Bt相似;但肽指纹图谱分析和16S rDNA聚类研究表明所分离菌株与蜡样芽胞杆菌B.cereus(Bc)匹配最高;杀虫活性测定表明这8株菌对猿叶甲Colaphellus bowringi幼虫均无毒杀作用,而15-3、W23-1和W25-3 3个菌株及其培养上清液对小菜蛾Plutella xylostella幼虫有一定的杀虫活性,说明它们能产生活性物质.这些结果说明在Bt菌株的分离过程中要对无晶体菌株加以重视,其含有的活性物质具有潜在的研究和利用价值.     

杀虫荧光假单胞工程菌对棉铃虫的离体及活体生物测定

利用转座子mini Tn5将δ 毒素基因cryIA(c)整合到生防细菌荧光假单胞菌P30 3 1的染色体上 ,构建成荧光假单胞工程菌。以棉铃虫二龄幼虫作供试昆虫的离体生测表明 :在同一剂量水平上 ,PT4 5、PT51、PT6 1、PT71等工程菌株对棉铃虫幼虫的杀虫活性均高于野生菌株HD 73;浓度最高时PT4 5、PT51、PT6 1、PT71、HD 73处理棉铃虫的死亡率分别为 86 7%、76 7%、80 0 %、86 7%、70 0 % ,死亡率与浓度呈正相关 ,体重与浓度呈负相关。用上述工程菌接种棉花活体 ,喷雾处理 3周后 ,用棉叶饲喂的棉铃虫死亡率分别达 70 0 %、6 0 0 %、6 0 0 %、6 6 7%、33 3% ;用棉顶尖饲喂的棉铃虫死亡率分别达 70 0 %、6 3 3%、6 0 0 %、73 3%、30 0 % ;用棉蕾饲喂的棉铃虫死亡率分别为 6 3 3%、53 3%、50 0 %、6 3 3%、2 6 7%。     

Bt菌株DQ89的sip基因的克隆、表达及杀虫活性分析

苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringicnsis(Bt)是一种广泛存在于自然界中的生防微生物,其杀虫活性主要来源于杀虫基因编码的内毒素(insecticidal crystal proteins,ICPs)、营养期杀虫蛋白(vegetative insecticidal protein,VIP)和分泌期杀虫蛋白(secreted insecticidal protein,Sip),相比于以上2种杀虫蛋白,Sip的研究相对较少。本研究从实验室中的Bt野生菌株中克隆sip基因,其中编号为DQ89的Bt菌株成功克隆得到1188 bp大小的sip基因,编码395个氨基酸,与已知的Sip1A蛋白的相似性为87%,序列提交到Gen Bank并获得登录号KP114614。将该基因在大肠杆菌中表达的蛋白进行生物活性测定,结果显示其对大猿叶甲Colaphellus bowringi Baly具有一定的杀虫活性,其LC50为1.542μg/m L。     

具有III型分泌系统的Pseudomonas moraviensis FP1761植物益生功能及其全基因组分析

 本研究从节瓜根际分离到一株具有防病促生功能的荧光类假单胞菌FP1761。该菌株对部分植物病原真菌和细菌具有拮抗能力,能够解钾、解有机磷和无机磷,可产生氨、蛋白酶、嗜铁素、吲哚乙酸。生物测定表明菌株FP1761可显著促进小麦生长。生理生化、平均核苷酸相似度、16S rDNA和多基因分析将FP1761鉴定为摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)。菌株FP1761基因组草图全长6.12 Mb,(G+C)含量为59.9%,共编码5467个基因序列。将该菌株与种内3个代表性菌株进行泛基因组和核心基因组分析,共产生 4 357个共有基因,菌株FP1761特有基因327个。利用antiSMASH对菌株次生代谢基因簇进行预测,发现其含有8个潜在的次生代谢产物基因簇。其中两个基因簇与嗜铁素pyoverdine合成相关,未见聚酮类合成基因。基因组分析发现,该菌株具有与病原性假单胞菌相似的III型分泌系统,但丢失了效应蛋白调控因子hrpS和转运相关的hrpH和hrpK1基因。对全基因组扫描,菌株FP1761仅保留了病原性假单胞菌的保守效应蛋白AvrE和HopAA1-1。FP1761是目前已发现的唯一具有III型分泌系统的摩拉维亚假单胞菌。本研究表明摩拉维亚假单胞菌FP1761具有潜在的植物防病促生功能,但其III型分泌系统与植物益生互作机制有待进一步解析。     

烟草疫霉拮抗菌株P 72 10的鉴定及其拮抗代谢 产物 初步分析

 为探讨烟草根际生防细菌的生防机制,从重庆地区连作烟田健康烟株根际土壤中分离筛选到1株对烟草疫霉具有较强拮抗作用和对黑胫病具有良好防效的细菌菌株P-72-10。根据培养性状、形态特征、生理生化特性、基因组DNA的(G+C)mol%含量测定以及16S rDNA基因序列分析确定该菌株的分类地位。该菌株菌落乳白色,能产生水溶性荧光色素,革兰氏染色反应阴性,菌体杆状、大小(8.1~16.2)μm×(1.8~4.8)μm,单端生鞭毛,不形成芽孢。The BIOLOG GN2 结果显示该菌株属于假单胞菌属Pseudomonas。该菌株基因组DNA的(G+C)mol%含量为 60.72 mol%。16S rDNA基因序列分析显示该菌株与假单胞菌属荧光假单胞杆菌多个菌株的序列同源性达到99%,GenBank上的登录号为：HQ888871。结合其形态特征和生理生化特性,将菌株P-72-10鉴定为荧光假单胞杆菌P. fluorescens。平板检测拮抗代谢产物结果表明：该菌株具有分解纤维素、蛋白质和结合Fe ³⁺的能力,但不能分解几丁质。     

浙江西兰花花球头腐病的病原鉴定

为明确近年来浙江省宁波市部分地区发生的西兰花花球头腐病的病原,通过田间症状观察、致病性测定、Biolog和脂肪酸(fatty acid methyl ester,FAME)分析将分离到的病原菌鉴定为荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens.利用16S rDNA和核糖体DNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列构建的系统发育树也都显示分离的西兰花菌株与假单胞菌聚合成群,其中与荧光假单胞菌的亲缘关系最近,序列同源性分别为99%和98%.表明浙江省西兰花花球上发生的细菌性头腐病由荧光假单胞菌引起.     

基于聚合酶链式反应-高通量测序(PCR-HTS)联用的cry2A基因鉴定方法

cry2基因对多种鳞翅目害虫具有高毒力,且与cry1A类基因无交互抗性,具有重要的应用价值。为了提高苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)cry2杀虫基因资源的筛选和鉴定效率,本研究分析了所有已报到的cry2A基因的保守区,设计了4对通用引物,对2000株Bt菌株基因组DNA混合样品进行了PCR扩增,并利用454高通量测序仪对这些混合扩增产物进行了测序。测序总量有280704条Reads,序列分析结果表明,这些Bt菌株中含有已知的所有9类cry2类基因,其中包括cry2Ae和cry2Ai这2类在国内Bt菌株中未见报道的基因;同时,发现了新型cry2类基因的片段;随后设计特异性引物,扩增获得了半长基因片段cry2-1和cry2-2,进一步利用重叠PCR法获得了全长新基因cry2X,该基因的编码区为1902 bp,编码633个氨基酸;其氨基酸序列与Cry2Ab13蛋白的相似性最高,为93%,属于第三等级的模式基因。建立聚合酶链式反应-高通量测序(polymerase chain reaction-high throughput sequencing,PCR-HTS)联用的基因鉴定方法,具有快速、灵敏、准确、高通量、覆盖范围广等优点,不仅可以对Bt菌株中已知杀虫基因进行鉴定,而且能够发现新的基因,将在Bt基因鉴定、发掘中发挥重要的作用。     

活性氧与木质素对细菌Sneb825诱导番茄抵抗南方根结线虫侵染的响应

 根结线虫病严重威胁各类蔬菜作物的生产,是世界上最难防治的土传病害之一。利用生防细菌能够有效地控制蔬菜根结线虫种群数量并降低危害。荧光假单胞菌Sneb825是本实验室筛选出的对南方根结线虫病具有较高防效的生防细菌。本研究通过盆栽试验、裂根试验和温室试验验证了荧光假单胞菌Sneb825诱导番茄抗南方根结线虫侵染的防治效果;通过酶联免疫法(ELISA)和实时荧光定量PCR检测了番茄根系内活性氧与木质素含量及其相关基因表达量的变化。研究发现,Sneb825菌株发酵液不但能够有效降低南方根结线虫对番茄的侵染,而且对番茄植株有显著的促生作用。Sneb825菌株发酵液灌根处理并接种南方根结线虫二龄幼虫后,番茄根系内活性氧(10 dpi)和木质素含量(5 dpi)显著高于空白对照;活性氧合成相关基因RBOH1(10 dpi)和过氧化物酶基因Ep5C(10 dpi)以及木质素合成相关基因Tpx1(5 dpi)的表达量均达到最高值。研究结果表明活性氧和木质素的大量积累是荧光假单胞菌Sneb825诱导番茄抑制南方根结线虫侵染的防御对策之一。荧光假单胞菌可以有效的防治根结线虫病,在农业生产实践中具有潜在的应用前景。     

母细胞产生内含物的芽胞杆菌分析

在苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)分离过程中发现有些芽胞杆菌产生与Bt相似的芽胞,但并不形成伴胞晶体,特别是发现它们在芽胞期的母细胞中含有丰富的内含物,对该类菌株的性质需要进一步明确.本研究选择6株该类型的菌株,对其种属、质粒、蛋白谱和杀虫活性等进行了初步分析.芽胞形态和质粒图谱分析结果显示,其与Bt菌株相似;肤指纹图谱分析发现选取的蛋白与蜡样芽胞杆菌(B.cereus)族细菌的蛋白匹配度最高;16S rDNA聚类研究表明,所分离的菌株的确与蜡样芽胞杆菌(B.cereus)族(包括Bc和Bt)同源性最高;从生物杀虫活性测定来看11-1菌株上清液对小菜蛾(Plutella xylostella)的校正死亡率达75.9％,而85-1和11-1菌株上清对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)的校正死亡率分别能达到100％和87.9％.本研究结果表明在Bt菌株的分离过程中,对于没有形成晶体但在芽胞形成时期还有内含物的菌株也应加以重视,这些菌株属于B.cereus族,具有潜在利用价值.     

对绿盲蝽具有杀虫活性Bt菌株的筛选及Cry15Aa蛋白活性的研究

Bt棉有效控制了棉田主要害虫棉铃虫(Helicoverpa armigera),然而原来处于次要地位的刺吸式口器害虫盲蝽(Heteroptera:Miridae)为害逐年加重,目前对绿盲蝽(Apolygus lucorum Meyer-Dür)有效的抗虫基因未见报道。本研究以本实验室保存的Bt杀虫基因和菌株为材料,对绿盲蝽进行杀虫活性筛选。利用本实验室先前克隆的Mtx类杀虫基因cry15Aa表达产物进行绿盲蝽杀虫活性测定,研究结果显示Cry15Aa蛋白对绿盲蝽具有一定的杀虫活性。通过杀虫活性测定,获得对绿盲蝽有效的Bt菌株20株;对这些菌株表达蛋白进行质谱鉴定,LC-MS/MS质谱鉴定结果显示,这些菌株可能含有Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ae、Cry1Af、Cry1Ag、Cry1Ah、Cry1Ba、Cry1Be、Cry8Ha等十余种对鳞翅目、鞘翅目害虫有杀虫活性的蛋白片段,并且有4株Bt菌株样品中检出了Mtx类杀虫蛋白Cry15Aa的片段。但是进一步基因鉴定结果表明,这4株菌株并不含有cry15Aa全长基因,推测这些菌株中含有Cry15类的新基因。上述研究结果表明这些菌株中可能存在对盲蝽有效的新型杀虫蛋白。本研究在发现了cry15Aa基因所表达的蛋白对绿盲蝽具有杀虫活性的同时,获得了对绿盲蝽具有杀虫活性的Bt新菌株,对绿盲蝽的生物防治具有重要的意义。     

金氏B培养基在中国的改进

 金氏B (KB)培养基是荧光假单胞菌检测中应用最广泛的培养基,但是,其中有些有助荧光色素产生的成分在中国不易买到。我们将用国产蛋白胨、英国产胰蛋白胨和国产琼脂制备的金氏B培养基与用Difco的(月示)蛋白胨3号利琼脂制备的金氏B培养基进行了比较。6株荧光假单胞菌的试验结果表明,二者平板上生长情况没有明显差异,但是用国产蛋白胨(上海生物化学试剂)利琼脂粉(上海生化试剂)制备的金氏B平板上有90-100%的菌落没有荧光出现,而用英国产胰蛋白胨(oxoid)(20g/1)和国产琼脂(深圳)(15g/1)制备的金氏B平板上出现稳定而强烈的荧光,后者与用Difco试剂制备的金氏B培养基相比还能在非荧光菌株与荧光假单胞菌混合涂平板时稍微提高非荧光菌株的回收率。     

Bt杀虫基因专利保护现状与趋势

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）能产生多种对昆虫有特异活性的杀虫晶体蛋白,这些毒蛋白由cry或cyt基因编码。目前Bt杀虫基因已经广泛应用于转基因抗虫作物并且取得了巨大的经济、社会和生态效益。Bt杀虫基因的巨大市场价值引起国内外相关研究机构和企业的高度关注,并且利用知识产权将这些基因和技术转化为自己独占的权利。本文主要分析Bt杀虫基因的克隆命名情况,并对其中受专利保护的基因进行统计分析,借此为我国在转基因技术研发、产业化应用过程中,合理有效地规避知识产权陷阱,有效利用Bt 资源提供决策参考。     

对大黑鳃金龟甲幼虫高效的苏云金芽胞杆菌筛选及cry基因鉴定

为获得对大黑鳃金龟甲幼虫具有较高杀虫活性的菌株,利用拌土法测定了本实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)对大黑鳃金龟甲的杀虫活性,建立Bt菌株比较鉴别技术来进行多样性分析,并对菌株的晶体形态及幼虫感染Bt后的中肠组织切片进行观察。结果显示,从500株Bt菌株中筛选到42株对大黑鳃金龟甲幼虫具有不同程度活性的菌株,分属于14个菌株类型;其中有10株校正死亡率大于60%,261-1菌株杀虫活性最高,7 d校正死亡率达100%。从14个菌株类型中各选取1个代表菌株进行基因鉴定,仅P65-1、1126-1、FCD114和78-2菌株分别含有cry8Ma、cry8Ca、cry8Ab、cry8Ga、cry8Ea共5个cry8类新基因,其它10个菌株均不含cry3、cry8、cry18、cry23、cry37、cry43等对鞘翅目害虫有效的杀虫基因。14个菌株中,78-3、127-2和1198-1菌株能产生双锥体型晶体,261-1、FCD114、P65-1、FTL84、78-2和1126-1菌株能产生球形晶体。幼虫感染261-1、1198-1、FCD114、1126-1、QDL40-2菌株后,中肠组织发生明显的病理变化:2 d时肠壁细胞明显出现空洞化,排列疏松,4 d时受到严重破坏并脱离底膜。表明筛选到的Bt菌株具有防治大黑鳃金龟甲幼虫的潜力。     

构树上一种新的丁香假单胞菌致病变种的研究

 构树细菌性疫病是一种荧光假单胞菌引起的新病害。主要症状有叶片角斑,嫩梢肿大和幼枝溃疡。从江苏一带分离获得的12个构树菌株和3个桑树对比菌株进行交互接种试验,发现构树菌株与桑树菌株之间不能交互侵染其寄主。细菌学特征和LOPAT试验及其它37项生理生化和营养特性试验表明,两种菌的表型特征基本相似,仅在7种化合物的利用上存在差异。两种菌的血清学反应无相关性。细胞全蛋白SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱也略有不同。试验结果证明,构树细菌性疫病细菌属于假单胞菌属(Pseudomonas),丁香假单胞菌(P.syringae)的一个新致病变种,定名为Pseudomonas syrzngae pv.broussonetiae pv.nov.     

四川盆地部分地区土壤中苏云金芽胞杆菌分离与cry基因鉴定*

［目的］ 对四川盆地土壤中Bt资源进行研究,了解其分布特点,为我国苏云金芽胞杆菌的储备奠定基础。［方法］ 从四川盆地5个地区采集土样,分离苏云金芽胞杆菌野生菌株。利用PCR RFLP及SDS PAGE方法对Bt分离株进行基因型鉴定和蛋白分析,并对其室内杀虫活性进行初步测定。［结果］ 从207份土样中获得26株苏云金芽胞杆菌野生菌株,出菌率为12.56%。油镜观察可看到球形、方形、菱形及不规则形的伴胞晶体。在21株Bt分离株中检测到cry1、cry1I、cry2、cry9四类基因,且多数菌株都是同时含有多个基因类型,有5株Bt分离株未发现已知基因;SDS-PAGE显示有9株菌株只表达了130 ku的蛋白, 2株只表达了124 ku的蛋白,2株只表达了45 ku的蛋白,6株同时表达了130 ku和60 ku的蛋白, 4株同时表达了124 ku和60 ku的蛋白, 2株同时表达了135 ku和60 ku的蛋白, 1株同时表达了130、90 ku及75 ku的蛋白。毒力测定结果表明：9株菌株对小菜蛾具有高毒力,2株对大猿叶虫有一定的杀虫活性。［结论］四川盆地土壤中Bt资源多样性丰富,其中有2株有一定的研究前景。     

拮抗青枯劳尔氏菌的荧光假单胞菌SN15-2分离鉴定及其生防能力分析

为了筛选出对番茄青枯病具有较好防效的生防菌,采用皿内测定法从上海地区的番茄青枯病自然衰退土壤中,分离到一株对番茄青枯病有很强抑制作用的菌株SN15-2,并进行了分子鉴定和对荧光假单胞菌SN15-2产抗生素能力和定殖能力测定。结果表明,菌株SN15-2为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。其菌株能产生2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)、硝吡咯菌素(PRN)、藤黄绿脓菌素(PLT)。同时,可以产生HCN、噬铁素,能够形成生物膜。SN15-2在施入番茄根际后的前20 d定殖数量减少,20 d后基本稳定,60 d时,在干土中的定殖数量可达3.67×105cfu/g。盆栽防效分析表明,荧光假单胞菌SN15-2对番茄青枯病防效达到46.58%。