用Envirologix Cry1Ab/Cry1Ac试剂盒快速测定转基因水稻Bt杀虫蛋白含量的研究

 用 Envirologix Cry1Ab/Cry1Ac平板试剂盒检测了两个转 cry1Ab的水稻品系克螟稻 1号 ( KMD1)、克螟稻 2号 ( KMD2 ) ,及未转化的对照品种秀水 11米粒中的 Bt杀虫蛋白含量。结果表明 ,该试剂盒标样制作的标准曲线相关系数为 0 .985～ 0 .998,在 0 .0 5或 0 .0 1水平上显著。同批次试剂盒的不同试验及不同批次试剂盒的测定值均差异不显著。最低检测剂量达 0 .5 ng/g,每次测试时间比 Western dot blotting方法缩短约 2 h。试验表明 ,该试剂盒是定量检测转基因水稻 Bt毒蛋白表达的一种理想产品     

Cry1Ab蛋白对拟环纹豹蛛生长发育的影响

[目的]探明Cry1Ab蛋白通过培养基-果蝇-拟环纹豹蛛这一食物链的传递,最终在拟环纹豹蛛(Pardosa pseudoannulata)体内的富集情况以及毒蛋白随食物链的传递在各营养级中的变化规律。[方法]采用酶联免疫技术(ELISA)测定Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛和果蝇中的含量。[结果]Cry1Ab蛋白对不同龄期拟环纹豹蛛的体长、背甲宽、中眼域宽、腿长等生长指标不存在显著性差异,但对体重产生一定的影响,使得其体重略有下降的趋势。在0~10 d Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内不断累积,但10 d后拟环纹豹蛛体内Cry1Ab蛋白含量逐渐降低。[结论]Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内具有富集效应。     

两种转Bt基因棉杀虫蛋白Cry1Ac表达量的检测

用Envirologix Cry1Ab/Cry1Ac平板试剂盒检测了两种转Cry1Ac基因的棉花品系(NUCOTN33B、NUCOTN99B)以及常规对照品系(苏棉12)不同生育期主茎嫩叶、侧枝嫩叶、蕾及蕾的苞叶中杀虫蛋白Cry1Ac的含量.结果表明,两种转Bt基因棉主茎嫩叶杀虫蛋白Cry1Ac的含量随生育期的推移呈明显下降趋势,花铃期(NUCOTN33B和NUCOTN99B分别为4.43和2.93 μg·g-1)和吐絮期(3.87和2.86 μg·g-1)的含量分别降至苗期第6叶(7.64和8.38 μg·g-1)的58%、35%和51%、34%;相同时期的主茎嫩叶和侧枝嫩叶中Cry1Ac的含量均显著高于蕾及蕾的苞叶,前两者均为后两者的两倍以上.     

两种转Bt基因棉杀虫蛋白Cry1Ac表达量的检测

用EnvirologixCry1Ab/Cry1Ac平板试剂盒检测了两种转Cry1Ac基因的棉花品系 (NUCOTN33B、NUCOTN99B) 以及常规对照品系 (苏棉 12) 不同生育期主茎嫩叶、侧枝嫩叶、蕾及蕾的苞叶中杀虫蛋白Cry1Ac的含量。结果表明, 两种转Bt基因棉主茎嫩叶杀虫蛋白Cry1Ac的含量随生育期的推移呈明显下降趋势, 花铃期 (NUCOTN33B和NUCOTN99B分别为 4 43和 2 93μg·g-1 ) 和吐絮期 (3 87和 2 86μg·g-1 ) 的含量分别降至苗期第 6叶 (7 64和 8 38μg·g-1 )的 58%、35%和 51%、34%; 相同时期的主茎嫩叶和侧枝嫩叶中Cry1Ac的含量均显著高于蕾及蕾的苞叶, 前两者均为后两者的两倍以上。     

农杆菌介导Cry1 Ab/Ac抗虫转基因玉米植株的获得

转基因技术的迅速发展有效地打破了物种间的遗传壁垒,从而加快了优良基因定向聚合的进程,然而遗传转化率低及转基因安全问题成为制约其进一步发展的限制因素。基于此,本研究以玉米自交系H99为材料,将Ac/Ds双元表达载体(包含抗虫Cry1 Ab/Ac基因和gfp报告基因等)通过农杆菌介导法转入由110粒玉米幼胚诱导出的愈伤组织中,获得28株抗性转基因植株。经PCR及RT-PCR的验证结果显示,其中8株为含有Cry1 Ab/Ac目的基因且该基因有效表达的阳性植株,转化效率达7%。通过农杆菌介导法所获得的玉米转基因植株为今后剔除抗生素筛选标记,从而获得安全的玉米抗虫新种质提供了遗传材料。     

转基因植物中Bt Cry2Ab蛋白的抗原表位特征预测

[目的]通过生物信息学方法了解转基因作物中Bt Cry2Ab蛋白的二级结构、三级结构、B细胞抗原表位及T细胞抗原表位等结构特征,为今后的抗体设计奠定基础。[方法]以在NCBI数据库中获得Cry2Ab蛋白序列为材料,应用DNAStar中的多种方法预测其B细胞表位,并通过在线预测软件NetMHCII 2.2分析Cry2Ab蛋白与MHC-II类分子的结合能力,从而预测其T细胞抗原表位。[结果]对Cry2Ab蛋白B细胞抗原表位的预测表明,Cry2Ab蛋白的第208～215区域是潜在的B细胞抗原表位;对Cry2Ab蛋白与MHC-II类分子结合能力的分析表明,Cry2Ab蛋白的第177～185区域、299～307区域和255～263区域是潜在的T细胞抗原表位,暗示含有HLA-DRB10101和HLA-DRB10701等位基因的人群对Cry2Ab蛋白更敏感。[结论]该研究有助于深入了解Cry2Ab蛋白的生物学特征,为完善转基因食品过敏原性的评估方法提供新线索。     

影响Bt稻离体叶中Cry1Ab杀虫蛋白降解的环境因子研究

 【目的】研究转Bt基因水稻表达的外源Bt杀虫蛋白在土壤中的环境去向，以便进行转BT基因水稻的生态风险性评价。【方法】室内采用ELISA法，研究了转Bt基因水稻克螟稻2号（KMD2）粉碎叶片中Cry1Ab杀虫蛋白在3种水稻土，即青紫泥田、黄筋泥田和黄松田土中不同土壤含水量、土壤pH值和温度条件下的降解动态。【结果】供试叶片粉中Cry1Ab蛋白在3种水稻土中的降解动态均可用一级化学反应动力学指数方程来拟合，降解半消减期t0.5为1.8～4.0 d。【结论】土壤含水量、pH和温度对Cry1Ab蛋白降解速率均有一定影响，但pH和温度的影响更为明显。通常pH较低的酸性土壤和低温不利于土壤中Cry1Ab蛋白的降解,特别是在酸性黄松田中降解最慢。     

转Bt基因玉米残体Cry1Ab蛋白在土壤中的残留动态

采用ELISA定量法研究了(28±1)℃下转Bt基因玉米植株残体不同组织所含Cry1Ab蛋白在黄褐土和红壤中的残留动态,并对其进行方程拟合。结果表明,转Bt基因玉米植株残体不同组织释放的Cry1Ab蛋白在不同土壤中的残留动态基本一致,均呈前期快速降低和后期稳定下降2个阶段,但同一组织释放的Cry1Ab蛋白在不同土壤中的残留变化速率存在显著差异,黄褐土中下降明显快于红壤,1周内表现尤为显著;不同组织释放的Cry1Ab蛋白在同一土壤中其残留差异显著,且受培养时间等因素的影响,总体表现为根>叶>茎,与初始时Cry1Ab蛋白土壤可提取量表现基本一致;双指数模型比移动对数模型和指数模型更符合转Bt基因玉米残体中Cry1Ab蛋白在土壤中的残留动态。     

Cry1Ia和Cry2Ab融合蛋白的表达

[目的]苏云金芽孢杆菌表达的杀虫蛋白Cry1Ia和Cry2Ab对鳞翅目和鞘翅目昆虫具有较好的杀虫活性。为充分利用已有Cry蛋白,本文构建了两者的融合蛋白,并对融合蛋白的原核表达进行检测。[方法]本文将两个基因的编码基因,按照两种先后顺序拼接起来,获得cry1Ia-cry2Ab融合基因和cry2Ab-cry1Ia融合基因。另外,将Cry1Ia蛋白N端第一个α-螺旋(73个氨基酸)的编码序列删除后,接入cry2Ab基因5'端,获得第三个融合基因cry1IaD73-cry2Ab。将3个基因分别插入pHT304载体,并由cry1Ac基因的启动子和终止子调控其在Bt细胞中表达。[结果]SDS-PAGE结果显示,Cry1Ia-Cry2Ab、Cry2Ab-Cry1Ia和Cry1IaD73-Cry2Ab三个融合蛋白均能够在Bt细胞中表达,其测定分子量与预期大小一致,分别约152kDa、152kDa和144kDa。蛋白印迹法分析发现,在表达过程中,三种融合蛋白均有一定比例的降解。另外,不同温度对融合蛋白的表达也有不同程度的影响。[结论]本研究构建了3种融合杀虫基因并在Bt细胞中成功表达,为进一步解析这类融合蛋白的杀虫活性和机理奠定了基础。     

亚洲玉米螟miR-1a-5p表达与Cry1Ab蛋白敏感性的关系

【目的】探索亚洲玉米螟miR-1a-5p表达与Cry1Ab蛋白敏感性的关系,为揭示miRNA在昆虫Bt抗性产生过程中的作用提供依据。【方法】通过荧光定量PCR,研究亚洲玉米螟Cry1Ab抗性品系(ACB-AbR)和Bt敏感品系(ACB-BtS)表皮及中肠组织中miR-1a-5p的表达差异。以Sf9细胞为研究对象,通过转染miR-1a-5p促进剂(Mimics)或抑制剂(Inhibitor)改变细胞中miR-1a-5p的表达量,测定不同处理细胞对Cry1Ab蛋白的敏感性,探讨miR-1a-5p表达量改变后Sf9细胞对Cry1Ab蛋白的敏感性变化。通过荧光素酶报告试验,研究miR-1a-5p对潜在靶标基因Unigene12370_All的调控作用。【结果】ACB-AbR表皮组织中miR-1a-5p的表达量显著高于ACB-BtS表皮组织,ACB-AbR中肠组织中miR-1a-5p的表达量显著低于ACB-BtS中肠组织;ACB-AbR和ACB-BtS幼虫表皮组织中miR-1a-5p的表达量均显著高于其中肠组织。Sf9细胞miR-1a-5p表达量升高导致Sf9细胞对Cry1Ab蛋白的敏感性增强,反之亦然。荧光素酶报告试验结果提示,miR-1a-5p与靶标基因Unigene12370_All可以结合。【结论】亚洲玉米螟miR-1a-5p表达量的变化与其对Cry1Ab蛋白敏感性的改变有关。     

转基因植物中Bt Cry2Ab蛋白的抗原表位特征预测(英文)

[目的]通过生物信息学方法了解转基因作物中BtCry2Ab蛋白的二级结构、三级结构、B细胞抗原表位及T细胞抗原表位等结构特征,为今后的抗体设计奠定基础。[方法]以在NCBI数据库中获得Cry2Ab蛋白序列为材料,应用DNAStar中多种方法预测其B细胞表位,并通过在线预测软件NetMHCII2.2分析Cry2Ab蛋白与MHC-II类分子的结合能力从而预测其T细胞抗原表位。[结果]对Cry2Ab蛋白的B细胞抗原表位的预测表明,Cry2Ab蛋白的第208～215区域是潜在的B细胞抗原表位。对Cry2Ab蛋白与MHC-II类分子结合能力的分析表明,Cry2Ab蛋白的第177～185区域、299～307区域和255～263区域是潜在的T细胞抗原表位,暗示含有HLA-DRB10101和HLA-DRB10701等位基因的人群对Cry2Ab蛋白更敏感。[结论]该研究有助于深入了解Cry2Ab蛋白的生物学特征,为完善转基因食品过敏原性的评估方法提供新线索。     

转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态

【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种Bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的,且降解速度较快,到50 d时幼苗残体已经完全腐烂,Bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解,在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的Bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著,但在同一时间段的Bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著,在30 d前MON810幼苗残体中Bt杀虫蛋白降解速度比Bt11降解的快,30d后,则降解趋势相反,到50 d取样结束时MON810和Bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同,在50 d完全腐烂时,其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。     

间接ELISA法检测苏云金芽孢杆菌(Bt)Cry1Ab毒蛋白抗体方法的建立

苏云金芽孢杆菌(Bt)为革兰氏阳性菌,是一类对害虫毒力强、致死速度快且对害虫天敌无毒性的昆虫病原微生物[1-2].菌体在稳定生长期可形成伴胞晶体蛋白,又称杀虫晶体蛋白(ICP)或δ-内毒素.     

Bt稻Cry1Ab杀虫蛋白在水体中的残留和Bt稻田三类水生昆虫数量调查

以转Btcry1Ab基因水稻克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)黄熟期的茎叶为材料,室内测定了其经浸水处理后(28℃,L16∶D8)残体和水体中Cry1Ab杀虫蛋白的含量;测定了KMD1与早籼稻嘉早935培育成的Bt稻华池B6分蘖期稻田水体中Cry1Ab蛋白的含量,同时调查了该Bt稻和对照稻嘉早935在分蘖初期、盛期和末期稻田3类水生昆虫的数量。结果表明,KMD1和KMD2茎叶经浸水100d后,水体中残留有Cry1Ab杀虫蛋白。华池B6分蘖期稻田水体中没有检测到Cry1Ab蛋白;除分蘖末期华池B6稻田中的蜉蝣目昆虫个体数量显著高于对照田嘉早935外,其他2类水生昆虫摇蚊(spp.)和鞘翅目甲虫(sp.)在两类稻田间均无显著差异。     

Cry1Ab蛋白在黑腹果蝇体内的生物富集及对体内3种保护酶活性的影响

采用ELISA技术研究了Cry1Ab蛋白在黑腹果蝇体内的富集情况,并运用分光光度法测定了其体内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和乙酰胆碱酯酶(AchE)活力大小,探讨了Cry1Ab蛋白的富集量和3种保护酶活性的关系。结果表明:在Cry1Ab蛋白培养基上培养1～10 d的果蝇体内存在Cry1Ab蛋白富集,且在第10天富集量达到最高,为对照组的3.7倍。果蝇体内的AchE、SOD和GSH-Px活力均低于对照组,在第5天时GSH-Px受到的抑制作用最强;在第10天时SOD和AchE受到的抑制作用最强;培养10～15 d时,Cry1Ab蛋白富集量逐渐减少,3种酶的活力逐渐增加。Cry1Ab蛋白短时间能在果蝇体内产生富集效应并对果蝇产生一定程度的毒害作用,但果蝇经过一段时间自我保护机制的调节可以逐渐消除Cry1Ab蛋白的毒害作用。     

转基因抗虫玉米转育株Bt蛋白的表达特性分析

为了对转基因抗虫玉米转育株 Bt 蛋白的表达特性进行分析,用Cry1Ab/Cry1Ac 平板试剂盒定量检测了3种含 Bt 基因的玉米回交后代品系 BC₁F₁ ( HZ3152、HZ3342、HC0142 ) 在相同生长时期不同组织和不同生长时期相同组织中 Bt 蛋白的表达量。结果表明,在乳熟期 BC₁F₁ 不同组织中 Bt 蛋白表达含量的高低顺序为: 叶片 ＞胚乳＞花丝＞种子苞叶;在BC₁F₁不同的生长发育阶段 ( 苗期、抽丝期和乳熟期 ),叶片中 Bt 蛋白的含量随生育期的推移呈明显先上升后下降趋势, Bt 蛋白含量在抽丝期达到最大,之后又开始下降;苗期 ( HC0142、HZ3152、HZ3342） Bt 蛋白的含量 (4.16、3.75和3.72 μg·g^-1 ) 和乳熟期 (5.56、4.58和4.79 μg·g^-1 ) 的含量分别是抽丝期 (6.05、5.36和5.50 μg·g^-1) 的 68%、69%、67% 和91%、85%、87%。一般在玉米生长后期 Bt 蛋白的浓度有所下降,但幅度不大,对其抗性不会造成太大影响。该研究表明 Bt 蛋白在玉米回交后代中可以稳定表达,对 Bt 的相关研究为转基因育种等提供了参考依据。     

Bt毒蛋白Cry1Ab受体基因Bt-r3在大肠杆菌中的克隆和表达及特性分析

根据二化螟中肠Bt毒蛋白Cry1Ab的受体基因Bt-r3的cDNA序列设计特异引物,扩增得到编码Bt-R3蛋白胞外部分的目的片段(约4500bp).将目的基因酶切克隆到质粒载体prcHis-TOPO上,再将该质粒导入到感受态细胞TOP 10,经IPTG诱导、得到约为160 kD的表达蛋白.经Western印迹鉴定,结果表明表达产物能有效地结合Bt毒蛋白Cry1Ab,从而确认Bt-r3是Cry1Ab的受体基因.它们的结合部位位于Bt-R3蛋白的胞外结构域中.     

转Bt基因抗虫玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态

【目的】研究转cry1Ab杀虫蛋白基因玉米收获后玉米根茬及其根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解动态,比较两种Bt玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定玉米收获后根茬残体和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态。【结果】转Bt基因玉米根茬残体和根际土壤中杀虫蛋白是逐渐降解的,Bt玉米MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较高,降解的速度也较慢,收获后8个月时还不能完全降解;Bt玉米Bt11根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较低,降解速度比MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度快,到7个月时已检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。Bt玉米MON810根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解较Bt11的慢,MON810和Bt11根际土壤分别在8个月和7个月时检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。【结论】种植过Bt11和MON810抗虫玉米的田块,在第二年春播农作物已经出土时,其根茬和根际土壤中残留的Cry1Ab杀虫蛋白尚不能完全降解,还有少量残留。     

Cry1Ia和Cry2Ab杂交分子的构建和表达

同源性较低的Cry杀虫蛋白之间的结构域交换突变体成功案例很少。选择2种氨基酸同源性很低且蛋白其他特点差异也较大的Cry2Ab和Cry1Ia为亲本,将它们的3个结构域(Domain I,II和III)互换,构建6种结构域交换突变体。将这些突变体在Bt菌株中表达,分析其表达稳定性,并比较不同温度条件下的表达情况。结果显示,6种突变体在28.5,32.0℃条件下,均能够稳定表达,且表达量较高。说明构建的6种突变体在Bt菌株中具有较好的表达稳定性,以此为基础可以进一步检测其杀虫活性等特性。     

氮、磷、钾配施对高粱籽粒淀粉含量的影响

试验运用随机区组设计的方法进行了施肥与淀粉含量关系的研究。结果表明：氮、磷、钾均以中量配施可显著提高总淀粉含量,提高支链/直链淀粉比值;高氮低磷、低氮低钾、中磷中钾配施,有助于支链淀粉含量的增加,却不利于直链淀粉含量的积累。