对鞘翅目害虫高毒力Bt基因cry3Aa7的分离克隆及表达研究

 从国内分离的对鞘翅目叶甲科害虫高毒力的Bt菌株中克隆了 3.0kbcry3Aa基因大片段 ,完成了该片段的亚克隆和全序列测定。该基因编码区为 1932bps,编码的蛋白质由 6 4 4个氨基酸残基组成 ,分子量 73.1ku ,等电点为 pH5 .16 5 ,为弱酸性蛋白。该蛋白中Ser、Leu、Thr含量最高 ,分别为 8.2 2 %、8.0 7%和 7.76 %。通过穿梭载体将该基因导入Bt无晶体突变株中 ,获得工程菌Biot2 0 5。cry3Aa7基因在其中能正常表达 ,并形成扁方形晶体。工程菌Biot2 0 5对榆蓝叶甲 (Pyrrhaltaaenescens)校正死亡率为 86 .2 1%。该基因序列已在EMBL、GenBank中登记 ,并被国际Bt δ 内毒素基因命名委员会正式命名为cry3Aa7。     

Cry1Ah蛋白活性片段在溶液中的单体和寡聚体杀虫活性分析*

［目的］ 分析NaCl对寡聚化的影响,以及寡聚化对Cry1Ah杀虫活性的影响。［方法］ 利用Superdex 75分子筛,将Cry1Ah活性片段的寡聚体和单体进行分离,通过戊二醛交联试验分析寡聚化程度,结合生物活性测定,分析NaCl对寡聚化的影响以及寡聚化对Cry1Ah毒力的影响。［结果］ 在纯化的组分峰Ⅰ中寡聚体占总蛋白的63.35%。NaCl对寡聚化有促进作用,而寡聚体又以多种形式存在,并且表现出不同的生物活性。寡聚体峰Ⅰ、寡聚体峰Ⅱ、单体峰Ⅲ对棉铃虫的LC50分别为47.192、3.329、3.977 μg/mL。［结论］ NaCl对寡聚化有促进作用,而且,寡聚体的毒力比Cry1Ah活性片段的毒力有不同程度的降低,最多下降49.6倍。推测这种体外形成的寡聚体不同于昆虫体内形成的寡聚体,引起插膜穿孔能力下降,导致毒力不同。     

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.     

ARDRA方法在荧光假单胞菌分离鉴定中的应用

【目的】探索荧光假单胞菌的分类方法，分离筛选拮抗性较强的荧光假单胞菌。【方法】利用紫外下产生荧光的特性，采用梯度稀释及鞭毛染色的方法，对采自云南、海南、山东和新疆的488份植物根际土壤进行分离筛选，分离菌株进行ARDRA分析，采用室内平板对峙法筛选对植物病原真菌具有较强拮抗作用的菌株，并对其进行生理生化分析和分子鉴定。【结果】分离筛选到102株紫外下产生荧光的杆状单极生鞭毛菌株。ARDRA分析产生荧光假单胞菌类型、恶臭假单胞菌类型以及一个未知的谱带类型。以油菜立枯病菌作为靶标菌，筛选到25株具有拮抗作用的菌株，其中TC222产生的抑菌圈最大，进一步的生测结果表明该菌株对9种重要的植物病原真菌如番茄灰霉病菌等具有很强的拮抗活性。TC222的 16S rDNA核苷酸序列与荧光假单胞菌PfO-1同源性达到99%，其最终鉴定为荧光假单胞菌。【结论】ARDRA方法在分子水平上为荧光假单胞菌的分离鉴定探索了一条新途径；TC222菌株具有拮抗多种植物病原真菌的能力，显示了良好的应用前景。     

苏云金芽胞杆菌sigL基因的缺失对菌体碳氮源利用的影响

sigL基因编码的产物σ54是许多重要代谢途径的转录因子。为研究sigL基因在苏云金芽胞杆菌中的功能,试验分别测定苏云金芽胞杆菌HD-73菌株和sigL基因缺失突变菌株在基本培养基中对不同碳氮源的利用。结果表明,出发菌株和sigL突变体都不能利用果糖、蔗糖、纤维二糖、柠檬酸作为唯一碳源;sigL突变菌株不能利用肌氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸和缬氨酸为唯一氮源,说明sigL缺失可能阻碍这些氨基酸参与的代谢途径。β-半乳糖苷酶活性分析表明,调控肌氨酸代谢途径的soxR基因转录活性在sigL突变体中降低,说明sigL是通过调控编码肌氨酸氧化酶的基因簇(sox)而影响菌体对肌氨酸的利用。     

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。     

Bt菌株FB的生物学特性及其cry、vip基因型鉴定

菌株FB是1株对小菜蛾Plutella xylostella幼虫具有高毒力的苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis （Bt）。本研究通过扫描电子显微镜、大质粒电泳、总蛋白SDS-PAGE及菌株生长特征观察的方式研究了菌株FB特征,克隆得到了基因cry1Ia、cry1Ea、cry1Ab、cry2Ab和vip3Aa全长,依据全基因组测序结果得到了1个cry8基因部分片段,首次在Bt菌株中同时发现基因cry1类和cry8类,这五种基因推导的氨基酸序列与已知基因序列相比,最高相似性分别为99%、98%、99%、100%、99%,而cry8半长基因与已知基因仅为63%。生测结果表明,蛋白Cry1Ia、Cry1Ea和Cry1Ab对小菜蛾幼虫具有较高杀虫活性。     

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。     

苏云金杆菌HBF-1菌株的活芽孢对HD-1菌株增效作用的特异性

通过HBF-1菌株培养物各组分与HD-1菌株混合对棉铃虫的LC∞测定结果表明，HBF-1孢晶混合物对HD-1的纯晶体和孢晶混合物分别增效170．0％、80．0％，HBF-1活芽孢对HD-1的纯晶体和孢晶混合物分别增效240．0％、160．0％，HBF-1纯晶体和死芽孢均无增效作用。在一定范围内，随着HBF-1菌株活芽孢浓度的增高，其增效作用逐步提高，HBF-1活芽孢浓度为100μg／g时对棉铃虫的增效作用最大，使其死亡率提高了40．0％；HBF-1活芽孢浓度为50μg／g时对小菜蛾的增效作用最大，使其死亡率提高了47．0％。     

对小地老虎具有杀虫毒力的苏云金芽孢杆菌菌株的分离及鉴定

从我国3种典型植被覆盖的6个地区的土壤样品分离得到了348株苏云金芽孢杆菌菌株,采用杀虫活性测定方法从中获得了32株对小地老虎具有高毒力的菌株。利用PCR-RFLP鉴定体系和SDS-PAGE蛋白分析法,研究了这32株苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白基因类型和晶体蛋白表达情况,对小菜蛾、二化螟、棉铃虫的杀虫活性测定也证明了苏云金芽孢杆菌cry基因类型、表达蛋白及杀虫活性间的相关性。