Bacillus thuringiensis营养期杀虫蛋白Vip3与其转基因植物研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是目前应用最多的生物杀虫剂。它能够产生多种杀虫因子,其中,最主要的是杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)和营养期杀虫蛋白(Vegetative insectici-dal protein,Vip)。当前,大部分商业化利用的转基因作物均为杀虫晶体蛋白类,随着这些转基因作物种植面积的扩大,害虫对这些较为单一的杀虫蛋白产生抗性已成为一个严峻的问题。Vip3是Vip杀虫蛋白中的一类,不形成蛋白晶体,和ICPs在进化上没有同源性;其对鳞翅目、鞘翅目和同翅目等害虫具有毒杀作用,抗虫谱较广。目前,已经把Vip3基因导入了水稻、玉米和棉花等多种作物中,为作物抗虫育种、延缓害虫产生抗性和减少作物产量损失等带来新的前景。     

苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白Vip3A研究进展

营养期杀虫蛋白(Vegetative Insecticidal Proteins,VIP)Vip3A是苏云金芽胞杆菌(Bacillus thurigiensis,Bt)在营养生长对数中期开始分泌的一类杀虫蛋白,其广泛存在于Bt菌中,现已发现8类37种,在遗传上比较保守。与杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)相比,Vip3A蛋白具有热不稳定性,其杀虫机理与ICPs也不同,并且Vip3A蛋白与不同Bt杀虫晶体蛋白具有协同增效作用,这为筛选新的杀虫基因、构建特异高毒力工程菌和转基因抗虫植物以及杀虫分子机理等基础研究提供了新的思路。     

营养期杀虫蛋白Vip3类转基因抗虫作物的研发进展

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）产生的营养期杀虫蛋白Vip3是由5个结构域组成的四聚体,其N-端主要控制结构的稳定,C-端为潜在的特异性受体结合域,共有14个模式样本,超过110种蛋白。与晶体蛋白（crystal proteins, Cry蛋白）一样,Vip3经蛋白酶消化后的杀虫活性物质主要作用于昆虫的中肠组织,可通过与特异性受体的结合引起肠道穿孔或细胞溶解,从而导致昆虫死亡。由于Vip3与Cry蛋白具有不同的杀虫机制和很强的杀虫谱互补性,国内外多采取这2类基因叠加的策略来研发新型转基因抗虫作物。Vip3Aa转基因玉米和棉花已经在美国和巴西等国家商业化种植,成为治理草地贪夜蛾等靶标害虫对Cry蛋白产生抗性的主要手段。实验室的选择压汰选表明,多种靶标害虫也可对Vip3产生较高的抗性,田间监测已证实其抗性的存在。因此,对靶标害虫的抗性监测与治理对Vip3类转基因抗虫作物产业化具有重要意义。     

抗性基因工程育种

抗性基因工程育种就是采用基因工程技术 ,将抗虫、抗病、抗逆基因导入作物 ,育成稳定遗传的抗性品种。这是２１世纪基因工程育种的关键 ,比常规育种更有目的性和预见性。一、抗虫基因工程育种目前 ,工程抗虫基因有二类 :一类是Ｂｔ杀虫蛋白基因 ,来自苏云金杆菌 ,杀虫毒性为伴孢晶体蛋白 ,对鳞翅目、双翅目和鞘翅目昆虫有毒 ,现已转移的Ｂｔ基因主要毒杀鳞翅目害虫 ,对人畜安全 ,已将Ｂｔ基因导入棉花、玉米、水稻、烟草、番茄、马铃薯、胡桃、杨树、落叶松等 ;另一类是胶蛋白酶抑制剂基因 ,可抑制蛋白酶活性 ,干扰害虫消化作用而导致死亡 ,…     

苏云金杆菌溶细胞毒素及相关基因研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是一种革兰氏阳性土壤细菌,在其芽孢形成期能够产生多种杀虫晶体蛋白,这些蛋白在靶害虫中肠内被激活为毒素并使细胞膜穿孔,从而达到杀虫目的。近年来,关于溶细胞毒素分布、分类、杀虫机理、昆虫抗性等问题的研究已成为新的热点。文章综述了各国实验室在这些方面的最新进展。     

苏云金杆菌Bt-8的培养特性及杀虫活性分析

[目的]明确苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)Bt-8的菌株生物特征及其杀虫活性,为其工业化生产提供参考.[方法]通过LB培养基培养观察3株苏云金杆菌Bt-8、Bt2671和Bt7-9菌株生长特征,并比较分析其内生质粒和晶体蛋白的种类.发酵培养基培养分离3株菌株的晶体蛋白,通过生物活性测定和国家标准中描述的方法分析毒素蛋白浓度和生物效价及杀虫谱.[结果]Bt-8具有典型的苏云金杆菌培养特征,营养生长后期形成菱形至椭圆形晶体蛋白,但孢子稳定时间较短,容易二次萌发.Bt-8携带24、16、8和7kb4种质粒,大分子晶体蛋白基因主要为cry1Ac和cry1Ab.杀虫活性分析结果表明,Bt-8培养活菌数低于原分离菌株Bt2671,但晶体蛋白代谢量极显著提高(P<0.01),生物效价较Bt2671提高30.4%,对小菜蛾、稻纵卷叶螟和茶尺蠖等多种鳞翅目害虫具有广谱杀虫活性.[结论]Bt-8菌株较原生产菌株Bt2671的生物效价高,产毒素蛋白能力较强,杀虫谱较广,具有开发高含量Bt制剂的潜力.     

苏云金芽孢杆菌杀虫机理及害虫对其抗性机制的研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白具有高度专一性,其只对靶标害虫有效,对天敌等其他昆虫无害,转Bt基因植物和Bt杀虫剂是目前世界上产量最大、应用最广泛的生物防治技术。通过对Bt的发现和分类、Bt的结构与功能、Bt毒蛋白的杀虫机理、昆虫对Bt的抗性机制及昆虫体内Bt受体蛋白与抗性的关系等研究现状的论述与分析,对Bt作物害虫抗性治理策略和前景进行了展望。     

苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因定位研究进展

苏云金芽孢杆菌是目前应用最广泛的杀虫微生物,其活性成分主要是杀虫晶体蛋白、营养期杀虫蛋白和几丁质酶等,本文对编码这些蛋白的基因的定位作一综述,有助于进一步研究基因结构、功能、表达和调控.     

超强高科技杀虫剂——魔盾

产品特点本品是2006年度强力推出的。针对当前鳞翅目害虫小菜蛾抗性越来越强的特点，采用多位点偶合两种杀虫毒素，精心配制而成的双元复合杀虫剂。作用机理独特，具有触杀、胃毒作用。全面解除害虫抗性机制。阿维菌素的高渗透性，轻易解除害虫体壁保护屏障。能有效防治鳞翅目害虫。本品具有迅速、持效期长、毒性低、杀卵等特点，对十字花科蔬菜小菜蛾和菜青虫有很好的防治效果。     

转vip3基因作物研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)转基因作物在全球种植已近15年。随着转基因作物种植面积的扩大,害虫对Bt杀虫蛋白产生抗性已成为一个严峻的问题。通过研究发现,苏云金芽孢杆菌的营养生长阶段可产生一种新的毒素,即VIP3蛋白。VIP3蛋白与已知的ICPs没有序列同源性和结构相似性,表达VIP3对十多种鳞翅目害虫具有毒杀作用,具有更广泛的抗虫谱,尤其可毒杀小地老虎(Agrois ipsilon)等对Bt非敏感害虫,对环境生物没有不良影响,是防治抗性害虫及扩大抗虫谱的一种新策略。     

一株对鳞翅目高毒力的苏云金芽孢杆菌亚种的分离与鉴定

从四川温江地区采集土壤,采用醋酸钠-抗生素分离法分离到一株苏云金芽孢杆菌,经形态、生理生化测定,该菌为苏云金芽孢杆菌莫里逊亚种(Bacillus thuringiensissubsp.morrisoni)。生物测定结果表明,该菌对菜青虫表现出较高的毒力,在饲喂浸含伴孢晶体的叶片72 h后校正死亡率达到96.3%。根据Genbank中的序列设计cry基因型鉴定引物,对此菌种进行cry基因型检测,结果表明,该菌含有对鳞翅目高毒力的cry1Ac、cry1Ab和cry1C基因,还含有对植物寄生线虫高毒力的cry5基因。     

从转基因水稻中提取Bt毒蛋白的方法与效率

用正交试验法比较了几种常用的Bt毒蛋白提取剂的提取效率，得到了最佳提取剂及提取条件；测定了该条件下得到的提取液的杀虫活性。结果表明：各种提取条件对总蛋白及Bt毒蛋白提取效率的影响规律大致相似,最佳提取条件下所得的提取液具有很高的杀虫活性。     

一株对鳞翅目蔬菜害虫具有广谱高毒力的新Bt菌株

从河北省土壤分离出苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)MB-15菌株,利用室内生物活性测定的方法,与Bt标准菌株HD-1的杀虫毒力进行比较,结果发现该菌株胞晶混合液对棉铃虫(Helicoverpaarmigera)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、小菜蛾(Plutella xylostella)、斜纹夜蛾(Spodoptera litura)和菜青虫(Pieris rapae)等5种鳞翅目蔬菜害虫的毒力均高于标准菌株Bt HD-1胞晶混合液。对发酵液各组分活性的分析发现,该菌株的上清液对胞晶混合物的杀虫活性有明显的增效作用。光学显微镜下观察该菌株伴胞晶体为菱形,SDS-PAGE分析显示其伴胞晶体主要由130.0 kDa和65.0 kDa两种晶体蛋白组成。利用PCR-RFLP对其杀虫基因型进行鉴定,结果表明该菌株含有cry1Ac、cry2Aa、cry1I和vip3Aa基因。推断该菌株是一株对鳞翅目蔬菜害虫的防治具有潜在的商业开发价值的Bt野生株。     

氨肽酶N(APN)与鳞翅目昆虫对Bt抗性的关系

使用Bt Cry毒素防治农业害虫是作物生产上的一个革命性的进步,受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变可能是昆虫对Bt产生抗性的主要原因。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类存在于昆虫中肠内的Bt毒素受体蛋白,通过讨论APN与Bt毒素的结合作用,综述了APN基因变异与鳞翅目昆虫Bt抗性相关的分子机理,并介绍了(Bt)Cry毒素与APN相关的作用方式新模型。     

苏云金芽孢杆菌的概况及其研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫剂是对人和环境友好的安全型细菌杀虫剂。目前Bt杀虫剂已被广泛应用,但因使用剂量较大,导致防治害虫时费用过高。若在生物防治中使用超高效的细菌杀虫剂,就可降低其使用剂量。Bt 00-50-5菌株是从美国引进的高效杀虫菌株,其晶体蛋白的特征分析尚未完成,其毒素的作用机理研究也未进行。本项目即将开展如下研究:(1)先用具有特异性杀虫功能的Bt 00-50-5菌株进行发酵,继续完成对防治中国害虫防治效果的评价;再分析细菌的编码杀虫毒素基因和毒素的生化特征;然后混合荧光标记毒素和中肠细胞,加入昆虫中肠蛋白酶(或单独加入氨肽酶、碱性磷酸酶、ATP酶、枯草杆菌蛋白酶、钠或钾离子代之)反应,用荧光显微镜观察细胞变化;最后阐明杀虫毒素对靶标细胞作用机制。(2)通过研究毒素分子与受体分子的作用关系,拟在分子水平上阐明毒素的作用机制。     

含有苯并呋喃环的N-特丁基双酰肼类新化合物的合成及杀虫活性研究

以N-特丁基双酰基肼结构为先导,利用分子等排原理和类同合成的方法,在分子结构中主要引入苯并呋喃环（稠杂环）基团,合成了4个含有苯并呋喃环的N-特丁基双酰肼类新化合物。初步的生物活性测定（普筛研究）结果表明,4个新化合物对鳞翅目靶标害虫黏虫均表现出A级杀虫活性（死亡率〉90％）。进一步的复筛结果表明,化合物4对甜菜夜蛾表现出高于对照药剂虫酰肼的杀虫活性。     

Polycalin is involved in the action mechanism of Cry2Aa toxin in Helicoverpa armigera(Hübner)

Receptor proteins on the brush border membrane of the insect midgut epithelium are involved in the mode of action of insecticidal Cry proteins from Bacillus thuringiensis(Bt). Polycalin has been identified as a binding protein of the Bt Cry1 Ac toxin in several Lepidoptera including Helicoverpa armigera, but its role in the action mechanism of Cry2 Aa is still unclear. In this study, we investigated the binding characteristics of polycalin from the midgut of H. armigera with Cry2 Aa and its role in the toxicity of Cry2 Aa. The results demonstrated that heterologously expressed H. armigera polycalin peptide could bind with Cry2 Aa with high affinity(K_d=32 nmol L~(–1)). The toxicity of Cry2 Aa decreased by 27% after H. armigera larvae ingested polycalin antisera. These results suggested that polycalin could be a potential functional receptor for Cry2 Aa, and it plays an important role in the susceptibility of H. armigera to Cry2 Aa.     

一株对蚊子幼虫高效的Bt新菌株的特性研究

苏云金芽胞杆菌WFS-97菌株是从土壤中筛选出的对蚊子幼虫具有特异杀虫活性的新菌株,本研究通过对该菌株的形态特征、培养特性及杀虫基因型的研究,了解其作为杀蚊制剂的开发应用潜力.在光学显微镜下,观察该菌株产生球形伴胞晶体,SDS-PAGE检测显示主要表达27 kDa主要蛋白条带,此外,还有131、79、43和31 kDa...     

砂地柏果实中杀虫活性成分研究

以菜青虫（ＰｉｅｒｉｓｒａｐａｅＬ．）为标准试虫进行生物活性跟踪测试,对杀虫植物砂地柏（ＳａｂｉｎａｖｕｌｇａｒｉｓＡｎｔ．）果实中杀虫活性成分进行了分离。经溶剂提取、４次柱层析及重结晶,得到一种杀虫活性成分纯品,代号为ＳＦＯ２．生测结果表明,ＳＦＯ２对菜青虫有较强的拒食及胃毒毒杀作用,但没有触杀活性。