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.     

十株Bt野生菌杀虫晶体蛋白及基因型分析

利用PCR-RFLP鉴定体系和SDS-PAGE蛋白分析方法,分析了从我国千山地区不同森林地带土壤中分离的10株Bt菌的32类杀虫晶体蛋白基因类型和表达蛋白。研究表明,电镜照片显示晶体形状较为多样,有长菱形、菱形、方形、球形。同时含有cry1、cry7、cry16类基因的有1株菌,同时含有cry1、cry2类基因的有1株菌,含有cry30类基因的有1株菌,含有cry1基因的有3株菌,4株菌不含所鉴定的32类基因。同时也发现,绝大多数含有cry1基因的菌株表达了130ku蛋白,含有cry2基因的菌株表达了60ku的蛋白,含有cry30基因的菌株表达了30ku的蛋白。     

苏云金芽孢杆菌新菌株GGD-4杀虫晶体蛋白基因分析

利用稀释平板培养法从连云港地区的土壤中分离了一株苏云金芽孢杆菌新菌株GGD-4,通过PCR-RFLP鉴定体系和SDS-PAGE方法分析了此菌株中cry基因类型和表达蛋白。结果表明:该菌株中含有cry1Aa基因型,同时表达130~140kD的蛋白;但EcoRⅠ和PstⅠ酶切结果不同于正常的cry1Aa基因,实验中利用生物信息学方法设计的cry1Aa基因特异引物对扩增后也证明含有cry1Aa基因。室内生测结果显示,该菌株对重要的农业害虫甜菜夜蛾、菜青虫等均有较高的杀虫毒力。     

苏云金芽孢杆菌Vip3Aa10毒素结合肽的筛选及活性测定

【目的】Vip3A是由苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在对数生长期产生并分泌到胞外的对鳞翅目昆虫有较广杀虫谱的毒素,其在敏感昆虫中肠上的结合受体尚未得到鉴定。利用噬菌体展示技术,论文试图从肽库中筛选到能与Vip3A毒素特异性结合的多肽,为研究Vip3A毒素的杀虫模式提供线索。【方法】将构建的pET28a-Vip3Aa10表达质粒转化到大肠杆菌BL21（DE3）中,经IPTG诱导表达后,用亲和纯化的方法制备Vip3Aa10,并用胰蛋白酶活化和离子交换层析进一步纯化。以活化的Vip3Aa10毒素为诱饵,经“吸附-洗脱-扩繁”4轮条件逐渐严格的淘选,从噬菌体随机肽库中筛选能特异性地与活化的Vip3Aa10结合的噬菌体。以筛选到的噬菌体基因组DNA为模板,经PCR扩增和测序,获得插入到噬菌体上的外源基因的序列,并推导出相应多肽的氨基酸序列。将化学合成的多肽与活化的Vip3Aa10一起与甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)刷状缘膜囊泡共育后,用免疫印迹方法检测多肽对活化的Vip3Aa10与BBMV结合的影响。将合成的多肽与活化的Vip3Aa10一起涂布在饲料表面,晾干后,每孔放1只1龄的甜菜夜蛾幼虫。6 d后统计昆虫死亡情况。【结果】在25℃条件下用IPTG诱导含pET28a-Vip3Aa10质粒的大肠杆菌BL21（DE3）可以表达出可溶性的Vip3Aa10蛋白。经亲和纯化、胰蛋白酶活化以及离子交换层析后,可得到较纯的活化的Vip3Aa10。以活化的Vip3Aa10为诱饵,经过4轮条件逐渐严格的淘选,从十二肽库中筛选出9条多肽,其中3条多肽的丰度较高,分别命名为P12-1、P12-2和P12-3,从七肽库中筛选出5条多肽,其中1条多肽的丰度较高,命名为P7-1。结合试验和杀虫活性测定试验结果表明,P12-2和P7-1多肽能不同程度地抑制Vip3Aa10与甜菜夜蛾刷状缘膜囊泡的结合,以及抑制Vip3Aa10的杀虫活性。【结论】用噬菌体展示技术筛选的多肽P7-1能显著性地抑制Vip3Aa10与刷状缘膜囊泡的结合,可降低35%以上的Vip3Aa10的杀虫活性。     

Physiological activities and expression of insecticidal protein in Bacillus thuringiensis transgenic cotton leaves subjected to high and low temperatures

This research was to investigate physiological activities and the expression of insecticidal protein in cotton leaves of Kemian 1, a widely grown cotton cultivar in the lower reaches of the Yangtze River, treated under high (40°C and 35°C) and low (25°C and 20°C) temperatures for 48 h. The main results indicated that the contents of free amino acid and malondialdehyde (MDA) increased during the heat and cold stress with the biggest increments in the first 12 h; and the content of soluble protein, activities of superoxide dismutase (SOD), and glutamic-pyruvic transaminase (GPT) decreased during the stress with the biggest decrements also in the first 12 h; the activity of nitrate reductase (NR) decreased in the first 24 h, and during the remaining 24 h its activity followed a gradual uptrend. The content of insecticidal protein in cotton leaves followed a downtrend during the stress, and the biggest decrements occurred in the first 12 h, suggesting that the expression of insecticidal protein was immediately inhibited during the process of stress. The results also indicated that physiological activities and the expression of insecticidal protein in cotton leaves were closely related. Compared with other stress temperatures, 40°C produced more immediate effects on the physiological activities and insecticidal protein content. In contrast to the peak flowering period, the physiological activities and insecticidal protein expression at the peak boll-setting period were more susceptible to heat and cold stress.     

源自动物粪便苏云金芽胞杆菌的cry基因型鉴定

从5种草食性哺乳动物的粪便中筛选获得8株苏云金芽胞杆菌(Bt);并用聚合酶链式反应—限制性酶切片段长度多态性(PCR-RFLP)鉴定体系鉴定各菌株的cry基因型.结果表明:BRC-WCB1、BRC-WCB2、BRC-WCB3、BRC-WCB8同时含有cry1和cry2基因;BRC-WCB6仅含有cry1I基因;BRC-WCB5含有cry3基因,但未出现预知的酶切条带;而BRC-WCB4无任何PCR扩增产物.     

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。     

美国白蛾高毒Bt菌株复配增效试验

苏云金芽孢杆菌是一种重要的生物杀虫剂,有着低毒、无公害、环境友好等优点,在防治美国白蛾中取得了较好成效。但单一使用时也存在着对美国白蛾幼虫致死效率不高及致死速率较慢的问题。首先利用前期筛选的美国白蛾高毒苏云金芽孢杆菌CF1262菌株与常用生物制剂（灭幼脲III号、阿维菌素、苦参碱）进行相容性测定试验,筛选出与苏云金芽孢杆菌相容性好的生物杀虫剂灭幼脲III号和阿维菌素;再用筛选出的生物杀虫剂进行不同浓度的复配增效试验,测试室内联合毒力,并通过共毒系数的计算优选出表现增效作用的组合。综合复配剂对美国白蛾4龄幼虫的联合毒力及共毒系数的整体情况来看,1.8%阿维菌素乳油、25%灭幼脲III号悬浮剂与苏云金芽孢杆菌CF1262复配剂均对美国白蛾的生物防治显示出了很好的增效作用。其中,苏云金芽孢杆菌CF1262与1.8%阿维菌素乳油体积比1∶1混合后增效作用尤为明显,共毒系数达到179.88。试验结果为美国白蛾的生物防治提供更多值得参考的方法和选择。     

一株絮凝剂产生菌的分离鉴定及其絮凝条件优化

【目的】从养殖水体的生物絮团中分离鉴定产絮菌,并对其絮凝条件进行优化。【方法】采用五点采样法采集生物絮团样品,平板划线法分离细菌,以4g/L高岭土悬浊液为絮凝率测定系统,根据目标菌株的形态特征、API系统鉴定以及16SrRNA序列分析以鉴定其种属,建立生长曲线以得到絮凝活性最佳培养时间,采用单因素试验方法对其培养条件(培养基初始pH、培养温度、摇床转速)和絮凝条件(高岭土悬浊液pH、发酵液投加量、助凝剂)等进行优化。【结果】分离筛选得到1株絮凝菌菌株G201441,该菌属于苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)(GenBank登录号为KP747687);培养48h后其发酵液絮凝效果最好;该菌最佳培养条件为:培养基初始pH值8.0,培养温度30℃,摇床转速150r/min;最佳絮凝条件为:高岭土悬浊液pH值7.0,发酵液投加量8%(体积分数),助凝剂为Ca2+。【结论】筛迭得到的产絮菌G201441具有较高的絮凝活性,最适条件下其发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率可达92%。     

苏云金杆菌新菌株WZ-7的PCR-RFLP分析及生物活性研究

利用PCR—RFLP技术分析了自河北省土壤中分离的苏云金杆菌新菌株WZ-7，结果表明该菌株含有cryl、cry2Ab、cryllal型基因，其中cryl型基因的酶切片段类型不同于已发表的基因类型，有可能含有新的基因。SDS—PAGE分析结果出现130、79、73、66、60、58kD左右的6种晶体蛋白，毒素蛋白类型属于Ⅱ型。室内生测结果显示，该菌株对重要的农业害虫棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、菜青虫、玉米螟等均有较高的杀虫毒力。     

苏云金芽胞杆菌BRC-HZP7杀虫晶体蛋白多样性分析

分离自武夷山土壤的苏云金芽胞杆菌BRC-HZP7菌株对小菜蛾和甜菜夜蛾幼虫有较好的毒杀作用.对该菌株进行了生理生化测定、cry基因的PCR-RFLP检测,以及通过SDS-PAGE检测晶体蛋白,并对蛋白点进行肽段指纹图谱鉴定.结果表明该菌株含有cry1Aa、cry1 Ba、cry1 Ia、cry2Ab、cry2Ac、cr...     

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...     

一株分离自铀矿土壤的苏云金芽孢杆菌的鉴定

从新疆某铀矿厂土样中分离出1株芽孢杆菌,初步确定为苏云金芽孢杆菌(Bt),命名为BRC-ZYR3.该菌株含有3种cry1类基因(cry1Ba、cry1Bb、cry1Be/1Bf)和2种cry9类基因(cry9Ca和cry9Da).Bt BRC-ZYR3可产生5种杀虫晶体蛋白,分别为130、70、50、30和25 ku.此外,该菌株能耐受25 mg·L-1Cr(VI),并在72 h内将其还原至3.8 mg·L-1.     

苏云金芽胞杆菌cry1Aa19基因的克隆、表达及杀虫活性分析

研究根据cry1Aa类基因的全长序列设计全长引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株LS-R-21的基因组DNA为模板扩增出片段大小为3 600 bp的cry1Aa的全长基因,与大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pEB相连接获得含有cry1Aa全长基因的重组质粒pEB-cry1Aa,转入大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中,诱导表达出132 ku的蛋白。该蛋白由1 175个氨基酸组成,其分子质量为132.9964 ku。该基因核苷酸序列已在GenBank中登录,登录号为HQ685121,并且被国际基因命名委员会正式命名为cry1Aa19。杀虫活性测定结果表明,cry1Aa对小菜蛾(Plutella xylostella)有很强的杀虫活性,LC50为1.18μg.mL-1。该基因的获得将为害虫抗性研究及高效工程菌的构建提供了重要的试验材料。     

Bt Cry1类毒素共性结构域的分析、表达及鉴定

【目的】分析定位Bt Cry1类毒素Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1B、Cry1C、Cry1F的共性结构域,克隆并表达共性结构域蛋白,为筛选Bt毒素广谱抗体及建立广谱检测方法打下基础。【方法】利用生物信息学和分子模拟技术,通过SWISS-MODEL同源建模分别对5种Cry1类毒素进行三维建模,并结合Ramachandran plot、ERRAT和Verify3D方法评价模型构象的合理性。通过分析比对5种Cry1类毒素的三维结构,确定DomainⅠ区域作为5种Cry1毒素的共性结构域。以含Cry1Ac基因的苏云金芽孢杆菌库斯塔克亚种为模板设计引物,PCR扩增获得共性结构域DomainⅠ基因,将其经NcoⅠ和NotⅠ双酶切连接至原核表达载体pET-26b(+),构建原核表达载体pET-26b-DomainⅠ。重组质粒经菌液PCR、双酶切以及测序鉴定验证正确后,转化至E.coli BL21(DE3),经终浓度为1 mmol·L~(-1)的IPTG在20℃下诱导表达16h后检测共性结构域蛋白的表达情况。离心收集诱导表达的大肠杆菌菌液,进行超声波破碎处理,收集上清及沉淀,采用SDS-PAGE分析融合蛋白的表达。利用His-Trap HP镍亲和柱纯化上清中的可溶性融合蛋白,经SDS-PAGE电泳、Western blot和ELISA试验验证纯化的共性结构域蛋白的生物活性。【结果】基于氨基酸序列及三维空间比对分析,发现5种Cry1类毒素的DomainⅠ的序列一致性最高,而且它们的DomainⅠ三维结构几乎完全重合,确定DomainⅠ区域作为5种Cry1毒素的共性结构域,通过PCR、双酶切及测序鉴定成功构建原核表达载体pET-26b-DomainⅠ,经IPTG诱导表达、His-Trap HP镍亲和柱纯化获得了可溶性的DomainⅠ共性结构域蛋白,SDS-PAGE和Western blot证实表达的共性结构域蛋白的分子量约为33.4 kD,且能与抗His标签鼠单克隆抗体发生特异性反应,ELISA试验证实共性结构域蛋白与5种Cry1类毒素特异性抗体均具有很强的结合能力,抗原表位分析结果显示共性结构域蛋白具有和完整的Cry蛋白存在多个潜在抗原表位位点的特征,抗原表位区域所占的比例分别为48.4%和63.6%,表明共性结构域蛋白具有良好的免疫原性和免疫反应性。【结论】基于分子模拟与分子克隆技术,成功定位及表达纯化获得共性结构域蛋白,为下一步利用共性结构域为靶标分子制备广谱特异性识别Cry1类毒素抗体打下基础。     

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。     

一株对马铃薯瓢虫幼虫具有高活性的苏云金杆菌新菌株

从河北省土壤中分离了一株苏云金杆菌WZ 9,通过对其生物学特性和杀虫活性的研究发现,该菌株对马铃薯瓢虫幼虫具有特异性高效杀虫活性,LC50为2.95×107细胞/mL;而对鳞翅目的菜青虫、棉铃虫、玉米螟、甜菜夜蛾、黄粉虫等几种重要害虫均无效。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1Ab22的克隆与表达

【目的】克隆并表达苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiens,Bt)杀虫晶体蛋白cry1Ab22基因,为解决昆虫抗性问题提供有效途径,并为构建新型转基因工程菌和转基因植物提供基因材料。【方法】根据GenBank中cry1Ab型基因序列设计1对引物,并加入BamHⅠ和PstⅠ酶切位点。用全长基因PCR产物粘端定向克隆的方法,从苏云金芽孢杆菌S249菌株中扩增到1个苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白cry1Ab型基因cry1Ab22,将其克隆到表达载体pMAL-c2X中,转化大肠杆菌TB1,进行诱导表达,并对表达产物的杀虫活性进行检测。【结果】cry1Ab22基因长度约为3.5 kb;其与已知的cry1Ab3型基因同源性最高,所编码的蛋白质存在5个氨基酸差异。cry1Ab22基因已在GenBank中登录,登录号为EU220269,并被Bt毒素基因国际命名委员会正式命名为cry1Ab22。SDS-PAGE电泳结果表明,cry1Ab22基因表达了170 ku左右的融合蛋白。cry1Ab22蛋白对小菜蛾(Plutella xylostella)的LC50为225.1μg/mL。【结论】S249菌株含有新型的cry1Ab基因,且该基因表达的蛋白具有较强的杀虫活性。     

高毒力苏云金杆菌CAB109菌株的蛋白质特性及其田间防效

对甜菜夜蛾等害虫具有高毒力的苏云金杆菌CAB109菌株进行生物学特性调查结果表明,CAB109菌株的伴孢晶体具有典型的菱形结构;其原毒素蛋白的分子量为133kDa,经胰蛋白酶处理后水解为66kDa的活性毒素蛋白．DNA凝胶电泳显示：CAB19菌株的质粒DNA与同样H,血清型的已知HD-133菌株不同．CAB109菌株对葱田甜菜夜蛾的平均防效达75．3％,高于常用化学农药和微生物农药的防效;平均挽回损失率也达26．0%表现出优良的开发潜力．