苏云金芽胞杆菌新型vip3Aa基因的克隆、表达与活性分析

为了发掘新型vip3基因,本研究采用PCR和高分辨熔解曲线的方法对72株菌株中vip3基因进行了鉴定和分析,结果表明,有18株菌呈阳性,分别含有vip3Aa、vip3Af和vip3Ba共3类vip3基因。根据已知vip3基因的全长序列设计引物,以菌株T03B001(B.thuringiensis subsp.sumiyoshiensis)的总DNA为模板扩增出长为2.37kb的全长基因,插入表达载体pEB,转化大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta(DE3)菌株,在低温条件下经IPTG诱导后,表达88kD的蛋白,该蛋白由789个氨基酸组成,与已知的Vip3Aa氨基酸一致性为96%,已被国际Bt命名委员会正式命名为Vip3Aa39,GenBank登录号为HMI17631。Vip3Aa39蛋白与本实验室此前获得的Vip3Aa11蛋白进行比较,发现两者存在39个氨基酸的差异。两种蛋白的表达产物采用饲喂法分别对小地老虎(Agrotis ipsilon)、小菜蛾(Plutella xylostella)、棉铃虫(Helicoverpa armigera)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua...     

苏云金芽孢杆菌cry2Aa基因的克隆、表达与活性

B-8-G和Ly30是我国自行分离的对多种重要农业害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）菌株,经PCR-RFLP鉴定均含有cry2Aa基因.根据cry2Aa全长基因序列设计特异引物,以B-8-G总DNA为模板扩增其中的cry2Aa全长基因,与大肠杆菌（Escherichia coli）表达载体pET-21b相连接,获得含有cry2Aa全长基因的重组质粒pET2Aa,该基因在大肠杆菌BL21菌株能够正常表达65 kD蛋白.通过构建Ly30总DNA文库方法从中筛选获得cry2Aa基因,将其连接至Bt-E.coli穿梭表达载体pHT315上,转化Bt无晶体突变株HD-73中,该基因能正常表达65 kD蛋白,并形成立方体状晶体.这两种基因序列已被国际Bt基因命名委员会分别正式命名为cry2Aa9和cry2Aa10.杀虫生物活性测定结果表明cry2Aa基因表达产物对黄胫小车蝗（Oedaleusinfernlis）、尖音库蚊（Culex pipiens）、黑翅伊蚊（Aedes melanopterus）、水稻二化螟（Chilo suppressalis）和小菜蛾（Plutellaxylostella）幼虫均具有显著的毒杀作用.首次报道cry2Aa10基因表达蛋白对蝗虫、库蚊具有杀虫活性.这些基因的获得,将为高效工程菌和抗虫转基因植物的研制提供了新的基因资源.     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白Cry1Ba3活性区的研究

 通过对Cry1Ba3蛋白序列的分析，以及与已知Cry蛋白比较，设计了6对特异性引物，PCR扩增获得6种不同长度的cry1Ba3基因片段。将这些基因片段克隆到pET-21b载体上，导入大肠杆菌BL21中进行诱导表达，最终得到6种不同长度的Cry1Ba3蛋白片段。采用浸叶法检测这些蛋白片段对小菜蛾的杀虫活性，研究结果表明含有第1-685位和含有第22-655位氨基酸的蛋白片段对小菜蛾的毒性，与全长Cry1Ba3蛋白相比，没有改变；含有第54-655位氨基酸的蛋白片段对小菜蛾的毒力明显降低；而含有第22-627位和含有第85-655位氨基酸的蛋白片段完全丧失了对小菜蛾的活性。上述结果表明Cry1Ba3蛋白对小菜蛾的最小活性区在第22-655位氨基酸之间。     

对小菜蛾协同增效的Cry1和Cry9类蛋白组合的筛选

为筛选对小菜蛾具有协同增效作用的苏云金芽胞杆菌Cry蛋白组合,本研究在单独测定对重要蔬菜害虫小菜蛾具有高毒力的Cry1Ai、Cry1Ea和Cry9Aa蛋白杀虫活性的基础上,把Cry1Ai+Cry1Ea、Cry1Ea+Cry9Aa、Cry1Ai+Cry9Aa蛋白进行不同比例的混配,测定其对小菜蛾的毒杀作用.结果发现Cry1Ai+Cry1Ea有相加作用.Cry1Ea+Cry9Aa蛋白和Cry1Ai+Cry9Aa蛋白均在1∶1混配时增效因子最高,分别为6.67和9.06;后两种组合表现出了显著的协同增效作用.本研究获得的两种高效组合将为转基因抗虫植物的研发提供新的基因来源,有望在治理对Cry1A类蛋白产生抗性的害虫中发挥重要的作用.     

苏云金芽孢杆菌BtC008杀虫晶体蛋白基区鉴定、克隆及杀虫活性分析

苏云金芽孢杆菌BtC008对棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾等鳞翅目害虫具有高毒力。本文分析了其杀虫基因类型包括cry1Ab、cry1Ca、cry1Ia、crygAb和一种新的cry1类基因，SDS-PAGE分析其至少2种cry1类基因获得了表达，在分子水平说明了该菌株高毒力的原因。在此基础上克隆了1种cry1Ab类杀虫晶体蛋白（insecticidal crystal proteins，ICPs）基因，并被Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ab20。序列分析显示该基因所编码蛋白与已知的Cry1Ab13有1个氨基酸不同。将cry1Ab基因毒性片段（1．95kb）插入表达载体pET-21b，转化Escherichia coli Rosetta（DE3）菌株，表达的包涵体蛋白对小菜蛾和棉铃虫幼虫具有杀虫活性，LC60分别为100．74μg／mL和29．87μg/mL，进一步明确了Cry1Ab20蛋白的杀虫活性区。     

感染Bt的铜绿丽金龟幼虫对化学杀虫剂的敏感性变化及相关酶活性测定

采用Bt预处理和Bt与化学杀虫剂混用的方法,研究了感染Bt的铜绿丽金龟幼虫对辛硫磷、毒死蜱的敏感性变化及幼虫体内相关酶活性的变化.结果表明,随着Bt预处理时间和感染剂量的增加,铜绿丽金龟幼虫对化学杀虫剂敏感性显著增强,20μg/g的Bt预处理3和5d后,对辛硫磷和毒死蜱的敏感性分别提高1.96、3.28倍和6.71、16.14倍;80μg/g预处理对辛硫磷和毒死蜱的敏感性分别提高了10.22、27.10倍和13.03、51.33倍.Bt与化学杀虫剂混用后,该幼虫对两种化学杀虫剂的敏感性也有大幅度提高,Bt分别以1：50和1：200与杀虫剂混用时,铜绿丽金龟幼虫对辛硫磷和毒死蜱敏感性分别提高6.06、4.00倍和16.05、12.78倍.经Bt预处理后,金龟子幼虫体内的乙酰胆碱酯酶的比活力与对照相比略有降低,谷胱甘肽-S-转移酶和羧酸酯酶的比活力均有不同程度的升高.     

苏云金芽孢杆菌BtC008杀虫晶体蛋白基因鉴定、克隆及杀虫活性分析

苏云金芽孢杆菌BtC008对棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾等鳞翅目害虫具有高毒力。本文分析了其杀虫基因类型包括cry1Ab、cry1Ca、cry1Ia、cry2Ab和一种新的cry1类基因,SDS-PAGE分析其至少2种cry1类基因获得了表达,在分子水平说明了该菌株高毒力的原因。在此基础上克隆了1种cry1Ab类杀虫晶体蛋白(insecticidalcrystalproteins,ICPs)基因,并被Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ab20。序列分析显示该基因所编码蛋白与已知的Cry1Ab13有1个氨基酸不同。将cry1Ab基因毒性片段(1.95kb)插入表达载体pET-21b,转化EscherichiacoliRosetta(DE3)菌株,表达的包涵体蛋白对小菜蛾和棉铃虫幼虫具有杀虫活性,LC50分别为100.74μg/mL和29.87μg/mL,进一步明确了Cry1Ab20蛋白的杀虫活性区。     

桂林喀斯特地貌分布区苏云金芽孢杆菌菌株的分离鉴定

从桂林喀斯特地貌分布区采集了165份天然土壤样品,从中分离出10株苏云金芽孢杆菌。光学显微镜观察发现有菱形、球形、不规则等晶体类型。通过核酸电泳比对其大质粒DNA的图谱来区分菌株的类型,发现该批菌株有良好的多样性。对这10株菌进行cry1、cry11、cry2、cry3、cry4、cry5、cry6、cry7、cry8、cry9、cry10类基因的PCR-RFLP鉴定,在8株菌中分别发现含有cry1、cry11、cry2、cry3等基因类型,而G4、G6菌株中不含有已知基因。SDS-PAGE分析了10株野生菌株的杀虫晶体蛋白表达谱,发现有10株表达约130kD蛋白,有3株既表达130kD蛋白又表达60kD蛋白。对大猿叶甲、小菜蛾进行了杀虫活性测定,发现了一株对大猿叶甲具有较高毒力的菌株G8,其LC50为48.2μg/ml,置信区间为9.6～1.4ml;有6株菌株对小菜蛾有高活性。     

双抗夹心ELISA方法检测转cry8Ca基因烟草的杀虫蛋白

为了检测抗金龟子幼虫的转cry8Ca基因烟草杀虫蛋白的含量,对双抗夹心酶联免疫吸附法(DAS-ELISA)检测体系中的反应条件进行了优化.采用方阵法对血清抗体的反应浓度进行筛选,对提取液、包被液、封闭液和底物作用时间进行比较和优选,结果确定多克隆抗体浓度为1:3200.酶标结合物浓度为1:400,pH 9.6碳酸缓冲液提取,pH7.4磷酸缓冲液包被,0.5%明胶.PBST封闭,TMB底物作用15 min为最佳双抗夹心ELISA检测条件.通过这一检测体系,对转cry8Ca基因烟草植株进行检测,S12株系的Cry8C蛋白含量最高,每克鲜重含有12.683～14.461 Pg,占总蛋白量的0.052%-0.062%.     

枯草芽孢杆菌Bs-916胞外抗菌蛋白质的生物功能分析

采用AKTA-epxlore层析系统,利用DEAE sepharose fast flow、Phenyl sepharose 6 F.F.和羟基磷石灰石柱层析后,分离纯化获得枯草芽孢杆菌Bs-916抗菌蛋白质Bacisubin.该蛋白质对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、水稻稻瘟病菌(Magnaporthe grisease)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、白菜黑斑病菌(Alternaria oleracea)、甘蓝黑斑病菌(A. Brassicae)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、辣椒炭疽病菌(Colletotrichum capsici (syd.) Butl.)和水稻恶苗病菌(Fusarium moniliforme Sheld)均有抑菌活性,尤其对Alternaria属的病原菌具有较高的毒力.枯草芽孢杆菌Bs-916胞外抗菌蛋白质的抑菌机制是造成病原菌菌丝营养吸收困难,致使菌丝顶端膨大,分支增加,胞壁加厚、断裂,从而抑制了病原菌的生长.研究发现抗菌蛋白具有凝集素活性和核糖核酸酶活性,无蛋白酶活性和蛋白酶抑制活性.