昆虫几丁质酶及其应用研究综述

几丁质作为自然界的一种含氮多糖类生物性高分子,是昆虫表皮、中肠围食膜和气管系统的主要结构成分,保护昆虫免受化学侵蚀、物理损伤和病原入侵。昆虫几丁质酶可以降解昆虫体壁和围食膜中的几丁质,近年来受到了越来越多的关注。通过对昆虫几丁质酶的调控,可直接影响其生长发育,实现对害虫的有效防治。本文综述了昆虫几丁质酶结构、体内表达特性、生理功能和影响因素,及其在害虫防治中的应用与存在的不足,旨在为昆虫几丁质酶在植物保护领域更深入的开发应用提供科学依据。     

家蚕几丁质脱乙酰基酶BmCDA7的纯化与生化性质

几丁质脱乙酰基酶是几丁质修饰关键酶,在昆虫几丁质组装过程中发挥重要作用,是潜在的绿色农药靶标。课题组近期研究发现家蚕中肠3个几丁质脱乙酰基酶中,BmCDA7对围食膜几丁质具有最高活性,在进食期高表达,可能参与该时期围食膜形成。本研究通过进一步优化分离纯化条件,建立了金属螯合层析和阴离子交换层析两步分离纯化方法,获得了高纯度的BmCDA7重组蛋白。采用SDS-PAGE结合Calcofluor White M2R显色定性确定了BmCDA7对底物乙二醇几丁质的催化活性。通过测定催化反应过程中释放的乙酸量,确定了BmCDA7的最适反应条件、稳定性及底物选择性。BmCDA7催化反应最适温度为60℃,最适pH为8.0,在温度低于60℃以及中性、偏碱性条件下较为稳定。此外,BmCDA7对乙二醇几丁质、胶体几丁质的酶活力分别为2.9926和0.4270 μmol/（min·μmol）,而对高结晶度的α-几丁质和β-几丁质无活力。这些结果丰富了昆虫几丁质脱乙酰基酶的生物化学基础研究。     

一株几丁质酶产生菌的分离鉴定及其灭蝗增效作用

从土壤中分离到一株几丁质酶活性较高的细菌,其48 h发酵液的酶活力达到110 U／mL。Biolog MicroStation全自动细菌鉴定系统鉴定确认,该菌为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)的一个亚种。该菌与类产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoaligenes)等量混合制成一种新的混合型生物灭蝗剂在防治蝗虫上比其单一菌株有明显的增效作用,对蝗虫平均死亡率达93.33％。     

通过染色体整合几丁质酶基因提高伯克氏菌生防能力

为了提高伯克氏菌Burkholderia vietnamiensis的生防能力,通过Tn5转座子介导,将其携带的来自枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis的几丁质酶基因整合到野生伯克氏菌B418染色体DNA上,获得工程菌株B418-37。对获得的转化子进行Southern杂交和几丁质酶活性检测,结果证实几丁质酶编码基因已整合到伯克氏菌B418-37染色体DNA上并能表达几丁质酶。生物学特性研究发现几丁质酶基因整合到伯克氏菌染色体中,没有影响野生菌的解磷、解钾、固氮及其在植物根际的定殖能力。平板抑菌试验和温室盆栽试验显示,与野生型相比,该工程菌株对多种病原真菌的抑菌效果增强,说明几丁质酶在植物病害的防治中具有重要作用。上述结果说明通过染色体整合几丁质酶基因是获得多功能生防工程菌的有效途径之一。     

木霉几丁质酶及其基因的研究进展

现已报道8种木霉的39个几丁质酶基因,其中22个为42kD内切酶基因.这些42kD内切酶基因的核苷酸序列及其编码的前体蛋白的氨基酸序列极为相似.42kD几丁质酶基因开放阅读框一般有3个内含子,前体蛋白一般有约22AA的信号序列,引导输出.成熟蛋白具有催化域、磷酸化域和耱基化域.基因的表达是诱导型的,受几丁质及真菌几丁质细胞壁的强诱导,受代谢物阻遏.转入植物的木霉几丁质酶基因可正确表达.本文就木霉生防菌株几丁质酶及其基因克隆、几丁质酶基因结构和功能、几丁质酶基因的表达和调控,以及木霉几亍质酶的生防应用前景等几方面进行了综述.     

异噁草松降解酶的定位及酶学性质研究

对可降解异噁草松的降解菌W2的降解酶进行定位试验,测得其细胞碎片悬浮液、胞外酶和胞内酶对异噁草松的降解率分别为36.28%,8.71%和62.27%,因此确定降解异噁草松的主要活性物质位于降解菌细胞内,属于胞内酶。应用气相色谱法研究异噁草松降解酶的酶学性质,结果表明:最佳酶促反应时间为60min,最佳酶液添加量为0.3mL,最适pH为7.5,最适反应温度为35℃,米氏常数Km=2.668×10-4 mmol/mL,最大反应速率Vmax=0.322×10-4 mmol/min。     

哈茨木霉S30胞外几丁质酶的纯化及特性

哈茨木霉Ｓ３０在ＳＭＣＳ液体培养基中恒温摇床（２００ｒ／ｍｉｎ,２７．５℃）上培养１５天,培养滤液经硫酸铵分级沉淀、ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｌｏｗ阴离子交换柱层析、Ｐｈｅｎｙ。－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｌｏｗ疏水层析、ＣＭ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｌｏｗ阳离离子柱层析、Ｐｈｅｎｙｌ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＨＰ疏水柱层析获得了凝胶电泳谱带单一的几丁质酶。几丁质酶反应的     

淡紫拟青霉几丁质酶的纯化和活性影响因子

 淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)是一种重要的植物线虫卵寄生真菌。采用DEAE-22离子交换层析和SephcrylS-300凝胶过滤层析分离纯化到一种淡紫拟青霉胞外几丁质酶,经7.5%聚丙烯酰胺凝胶电脉检测为单一条酶带,Rf值等于0.43。淡紫拟青霉几丁质酶的最适温度为45℃。热稳定性测定表明它在40℃下放置10min可保持原有活力,60℃下10min,完全失活。该酶的最适pH值为5。其pH值稳定性与温度和反应时间有关。20℃、20min,在pH3~9范围内稳定;37℃、1h,则只在pH5~7范围内较稳定。金属离子如Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Li⁺和Fe²⁺对酶有一定的激活作用,其中Mg²⁺的激活作用最强。相反,Cu²⁺对酶有强烈抑制作用。     

植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的应用

植物几丁质酶因能水解真菌细胞壁的主要成分几丁质 ,在抗植物真菌病害反应中发挥了重要的作用。本文对植物几丁质酶的特性、分类、基因的诱导表达及其基因在抗真菌病害基因工程中的应用等进行了阐述 ,指出植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的巨大应用前景     

广谱抗病虫几丁质酶产生菌X2-23的筛选与鉴定

 X2-23是从水稻叶片分离到的一种几丁质酶活力较高的菌株,经Boller法测定,其几丁质酶活性达25.5 U/mL。它对水稻纹枯病、稻瘟病、恶苗病,小麦赤霉病,油菜菌核病等10多种真菌病原菌以及水稻白叶枯病菌等细菌病原菌具有不同程度的抑制作用。室内测试表明,它对水稻稻苞虫具有杀虫侵染作用,饲喂12、24 h后,其校正死亡率分别达到57.77%、89.88%。该菌经形态学及生理生化特性鉴定,初步定为圆孢芽孢杆菌(Bacillus globisporus),是一种新的几丁质酶产生菌和生防菌。     

木霉几丁质酶对烟草赤星病菌的作用

以指形管培养法分别测定几丁质酶粗酶液和纯化的几丁质酶混合液(2种几丁质酶)对烟草赤星病菌孢子萌发的抑制作用。结果表明,较高浓度(25 2U)几丁质酶粗酶液在48h内强烈抑制孢子萌发和芽管伸长,或致芽管畸形和细胞壁破裂;几丁质酶混合液对赤星病菌的孢子萌发也表现出明显的抑制作用,但在相同或相近酶活性条件下,纯化的几丁质酶混合液(9 4U)和粗酶液(12 6U)对赤星病菌孢子萌发的抑制率(处理24h时)分别为46%和84 3%,前者明显低于后者。采用孢子液悬滴法接种烟苗(K 326)叶片测定木霉几丁质酶对赤星病菌致病性的影响。结果表明,几丁质酶粗酶液浓度越高,对孢子萌发抑制时间越长,抑制率越高;其浓度为4 9、9 8、19 5U/ml的抑制率7d时分别为36 8%、56 2%和57 6%。     

烟草拮抗链霉菌FT05W基因组测序与几丁质酶家族基因鉴定

链霉菌FT05W是一株对烟草黑胫病等土传真菌病害具有良好拮抗作用的生防放线菌。本研究利用Miseq PE300高通量测序平台对链霉菌FT05W基因组进行序列测定,共获得6914188个reads,通过SPAdes软件对序列进行拼接共得1836个contigs,其基因组全长为7699129 bp,GC比为71%,其中编码基因序列长度为6037181 bp,预测出7434个蛋白编码基因（GenBank登录号：NZ_QGMR00000000）,预测编码7323个蛋白。获得的基因注释信息为今后深入开展其在烟草上的生物防治机理研究奠定了重要的基础,有助于推动烟草生防链霉菌功能基因的挖掘与利用,为烟草生防链霉菌FT05W的进一步开发与应用提供理论依据。利用MEGA 6.06构建链霉菌FT05W的几丁质酶家族基因系统发育树,共鉴定出7个几丁质酶家族基因,其中6个为18家族几丁质酶基因,1个为19家族基因。     

芽孢杆菌B11拮抗蛋白性质及其对西瓜枯萎病菌的作用机理

芽孢杆菌(Bacillus sp.)B11分离自土壤,其拮抗蛋白粗提液在温度60、80℃各处理30 min后仍能保持抗菌活性,对紫外线、蛋白酶K、RNase处理稳定,对胃蛋白酶、胰蛋白酶、氯仿部分敏感,作用活性pH(pH4～10)范围较宽.B11拮抗蛋白对西瓜枯萎病菌具有较强的拮抗作用,其抑菌机制主要使病菌菌丝畸形,细胞质浓缩,孢子不萌发或萌发异常.     

芽孢杆菌B11拮抗蛋白性质及其对西瓜枯萎病菌的作用机理

芽孢杆菌(Bacillus sp．)B11分离自土壤，其拮抗蛋白粗提液在温度60、80℃各处理30min后仍能保持抗菌活性，对紫外线、蛋白酶K、RNase处理稳定，对胃蛋白酶、胰蛋白酶、氯仿部分敏感，作用活性pH(pH4～10)范围较宽。B11拮抗蛋白对西瓜枯萎病菌具有较强的拮抗作用，其抑菌机制主要使病菌菌丝畸形，细胞质浓缩，孢子不萌发或萌发异常。     

莲腐败病生防细菌3-b培养条件的研究

从土壤中筛选的经抑菌实验证明对镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.nelumbicola)有拮抗作用的细菌3-b,测定其在不同培养基、培养温度和pH条件得到发酵液对镰刀菌的抑菌效果。结果表明:在32℃pH 7的条件下用PDB培养液培养得到的发酵液抑菌效果最好,抑菌直径为18 mm。该培养条件的获得为进一步开发防治白莲腐败病的生防菌剂提供理论依据。     

黄瓜枯萎病菌拮抗菌的筛选、鉴定和防效测定

为获得对黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum(FOC)具有拮抗作用的生防菌株,采用稀释涂布平板和平板生长对峙法从健康黄瓜根际土壤中分离、筛选对FOC具有强拮抗能力的拮抗细菌,并从形态学观察、生理生化特性、全细胞脂肪酸分析及16S rRNA和gyr B基因序列相似性对拮抗能力最强的菌株进行鉴定,同时测定拮抗菌无菌过滤发酵液对FOC菌丝生长、孢子萌发的抑制作用,并评价其发酵液对盆栽和大田黄瓜枯萎病的防治效果。研究结果显示,从健康黄瓜根际土壤中分离获得23株对FOC具有拮抗作用的细菌,其中菌株FJ17-4对FOC抑菌作用最强,鉴定为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。FJ17-4抑制FOC引起菌丝畸形、扭曲、膨胀、皱缩、缠绕等异常现象。10%无菌过滤液对FOC菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别为70.96%和85.40%。50倍发酵液、菌体悬浮液和无菌过滤液盆栽防治效果分别为70.20%、58.87%和47.80%,大田防治效果分别为69.53%、58.46%和36.12%。综上,FJ17-4能有效抑制FOC,对黄瓜枯萎病具有显...     

水葫芦生防菌尾孢霉属菌株FJ24的生物学特性

测定了从福建省得到的水葫芦致病菌——尾孢霉属菌株FJ24,在不同光照、温度、pH值、碳源、氮源和培养基等条件下菌丝的生长情况。结果表明,全黑暗条件有利于菌丝生长,温度为30℃、pH值为7.6时菌丝生长最快。最适培养基为MDYEA,最适碳源是可溶性淀粉,最适氮源为乙酸铵。     

An Endophytic Actinomycete, Streptomyces sp. AOK-30, Isolated from Mountain Laurel and Its Antifungal Activity

To survey endophytic actinomycetes as potential biocontrol agents against fungal diseases of mountain laurel, young plants of mountain laurel (Kalmia latifolia L.) were used as an isolation source. From a total of 73 actinomycetes isolates obtained from leaves, stems and roots of test plants, Streptomyces sp. AOK-30 was selected, because i) it had a broad and intense antimicrobial spectrum against various yeasts and fungal pathogens of Ericaceae, ii) it grew on the multiplication and rooting media for tissue culture for this plant, and iii) the tissue-cultured seedlings that had been treated with this isolate became resistant to Pestalotia disease without any adverse growth effects such as malformation, dwarfing, discolorization and defoliation. This isolate was identified as Streptomyces sp., based on cultural, physiological and morphological characteristics. The present results indicate that isolate AOK-30 is a potential biocontrol agent against diseases of mountain laurel. Received 10 September 2002/ Accepted in revised form 22 November 2002     

对番茄枯萎病具防效的海洋源赤杆菌YH-07的发酵条件探究

一株分离自连云港海域的赤杆菌Erythrobacter sp.YH-07对番茄枯萎病病原菌有较好的平板抑菌效果。通过单因子水平试验、正交试验对该菌株的培养基配方及摇瓶发酵条件进行优化,最优培养基配方为酵母浸膏0.25%、蔗糖1%、蛋白胨1%、NaCl 3%和MgSO₄·7H₂O 0.03%;最优发酵条件组合为培养温度30℃,140 r/min摇床培养,接种量1%,装液量50 mL/250 mL,初始pH 7.0。优化后的平板抑菌能力提高了9.4%。温室盆栽试验表明,赤杆菌YH-07对番茄枯萎病有显著抑制作用,防治效果保持在50%以上。同时显著降低番茄根际土的真菌数量,增加细菌和放线菌数量。综上所述,赤杆菌YH-07能有效防治番茄枯萎病害,改善根际微生物数量结构,具有进一步开发应用的前景。