苏云金芽孢杆菌cry基因PCR-RFLP鉴定体系的建立

根据苏云金芽孢杆菌（Bt）cry2、cry3、cry4/cry10型基因的保守区分别设计了3对通用引物S5un2/S3un2、S5un3/S3un3和S5un4/S3un4。PCR扩增产生约1.2kb、1.4kb和1.5kb的产物,然后分别用HincⅡ/MspⅠ、Bg1Ⅱ/PstⅠ和BstEⅡ/DraⅠ酶切,并经RFLP分析鉴定Bt菌株的cry基因型。利用该方法对含已知cry2、cry3、和cry4/cry10型基因的Bt菌株和遗传工程菌进行基因分析,得到的结果与预测的RFLP相符,证明该方法可行。在此基础上对14株Bt分离株的基因型进行了鉴定,其中有9株分离株含cry2型基因;仅菌株Bt22含cry3型基因;所有被测菌株均不含cry4/cry10型基因。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1A的克隆及生物信息学分析

以分离的3株苏云金芽孢杆菌质粒为模板,通过设计一对特异引物,PCR扩增得到3条全长3.6 kb的基因序列,其各自都包含一个完整的开放阅读框,编码序列全长分别是3468、3450、2697 bp(Genebank登录号分别为GQ385073,GQ385074,GQ385075);它们与cry1A类基因同源性都高达95%以上;分别编码1159、1150和902个氨基酸。并在此基础上采用生物信息学方法对这3个基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、跨膜结构域以及功能域等方面进行了预测和分析。为转基因抗虫植物和微生物杀虫工程菌的构建提供了基因来源。     

苏云金芽孢杆菌8010蛋白酶基因保守区克隆及序列分析

通过设计蛋白酶基因引物,对苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）库斯塔克亚种菌株8010蛋白酶基因进行克隆,获得了6个蛋白酶基因片段,即中性蛋白酶A、色氨酸合成酶β链、色氨酸合成酶α链、碱性蛋白酶A、磷酸化水解酶和糖原磷酸化酶基因,以及1个未知功能的DNA片段（可能是编码蜡质芽孢杆菌组特有蛋白的基因）.     

苏云金芽孢杆菌cry1Ea基因的克隆及 生物信息学分析

不同来源的苏云金芽孢杆菌能产生多种多样的晶体(Cry)蛋白.基于这个特性,人们可以通过基因工程的手段向工程菌中转入编码多种Cry毒素的基因来控制虫害.通过DNA重组技术,从BtHZM2菌株中克隆出了cry1Ea基因,对其进行了生物信息学分析,同源比对结果表明.cry1Ea8基因的核苷酸序列与已知cry1Ea的同源性为99.77%～99.91%.对应的氨基酸序列同源性为99.49%～99.74%.对cry1Ea8基因的分析还揭示出了cry1Ea8及其编码蛋白的一些生物和理化性质.结构域预测表明,Cry1Ea8由3个结构域组成,其中N-末端螺旋状结构域与膜插入与孔隙形成有关,而第二和第三个结构域与受体的结合有关.该研究为转基因抗虫植物和微生物杀虫工程菌的构建提供了新的基因来源.     

苏云金芽孢杆菌8010蛋白酶基因保守区克隆及序列分析

通过设计蛋白酶基因引物,对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)库斯塔克亚种菌株8010蛋白酶基因进行克隆,获得了6个蛋白酶基因片段,即中性蛋白酶A、色氨酸合成酶β链、色氨酸合成酶α链、碱性蛋白酶A、磷酸化水解酶和糖原磷酸化酶基因,以及1个未知功能的DNA片段(可能是编码蜡质芽孢杆菌组特有蛋白的基因).     

辽宁千山地区含cry8类基因的苏云金芽孢杆菌的分离、克隆与表达

QWH132、QZL1-2、QWH 7-2、QZL144-1、QZL144-2、QWH101是笔者所在实验室从辽宁千山地区自行分离的含有cry8类基因的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),具有鞘翅目杀虫活性。本研究在6株菌株中成功发现并克隆了6个靶标生物为鞘翅目的 cry8类基因,其中被鉴定为cry8C类、cry8D类、cry8F类(大小为3 525 bp)、cry8K类的基因各有1个,被鉴定为cry8E类的基因有2个,其大小分别为3 534、3 495 bp。后4个基因已在GenBank注册,登记号依次为KC778983、KC778983、KC778984、KC778985。将6个基因插入pEB表达载体,经过PCR检测与SDS-PAGE分析证实它们能在大肠杆菌中进行异源表达,这6个基因的表达约有126~128 ku的蛋白,这些菌株中的Cry8蛋白为进一步发掘我国天然的苏云金芽孢杆菌资源与构建新的杀鞘翅目昆虫的高效工程菌提供了重要的试验材料与新思路。     

苏云金芽孢杆菌cry1Da5基因的克隆与表达

采用5对引物组合经2轮PCR扩增对苏云金芽孢杆菌QL75-2菌株中的cry基因进行鉴定,克隆得到1个cry1Da型基因片段。通过设计全长引物扩增得到该cry基因的全长序列,转入原核表达载体pET-28a中,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达,最后对表达蛋白进行生物活性分析。序列分析结果表明,该cry1Da基因全长3 495 bp,推测其编码1 164个氨基酸,组成分子量约132.01 ku的蛋白质。该预测蛋白质与已知的Cry1Da3蛋白质具有最高的序列同源性(99.7%),该基因被国际杀虫晶体蛋白基因命名委员会正式命名为cry1Da5。生物活性分析结果表明,Cry1Da5蛋白质对鳞翅目的甜菜夜蛾幼虫具有较强的杀虫活性,其LC₅₀为21.47μg/mL,而对鳞翅目的棉铃虫幼虫无杀虫活性。因此,cry1Da5基因可作为一个新的cry基因资源在甜菜夜蛾的生物防治中应用。     

苏云金芽孢杆菌cry1Ac28基因的克隆及原核表达

研究旨在克隆苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)Q-12的cry1Ac28基因并在原核载体中表达。应用PCR-RFLP法鉴定出Bt Q-12中含有cry1Ac基因,根据已知的cry1Ac全长基因序列设计特异引物,以Bt Q-12基因组DNA为模板扩增cry1Ac全长基因,与大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pEB相连接获得含有cry1Ac全长基因的重组质粒pEB-cry1Ac,经过序列分析表明,该基因编码区为3 537 bp,编码1 178个氨基酸,分子质量为133.3176 ku,pI为4.885,为弱酸性蛋白质,亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)三种氨基酸含量最高,分别为8.06%、7.80%、7.72%,该基因在大肠杆菌BL21(DE3)菌株能够正常表达133.3176 ku蛋白。该基因核苷酸序列已在GenBank中登录,登录号为FJ610439,并由Btδ-内毒素基因国际命名委员会正式命名为cry1Ac28。为进一步研究cry1Ac28蛋白功能和活性打下了良好的基础。     

苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1A的克隆及特征分析

苏云金芽孢杆菌猝倒亚种(Bacillus thuringiensis subsp.sotto)对鳞翅目幼虫有高毒力.根据cry1A类基因序列设计特异引物,应用PCR技术从该菌株中扩增得到一大小约为3.6kb的DNA片段.将获得的片段克隆至pGEM7zf中并转化大肠杆菌DH5α.在ABI PRISM377自动测序仪上对其5′及3′端进行部分测序,结果表明其核苷酸序列与cry1A基因高度同源.     

苏云金芽胞杆菌cry基因研究进展

从cry基因的分类、鉴定、遗传特性以及应用概况等4个方面综述了苏云金芽胞杆菌cry基因的研究进展,并对cry基因的研究进行展望。     

苏云金芽胞杆菌cry1Ib6基因的克隆、表达及活性的研究

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)能产生杀虫晶体蛋白(Insecticida Crystal Proteins, ICPs),对敏感昆虫有强烈毒性,而对高等动物和人无毒性。ICPs由cry或cyt基因编码,根据cry1I型基因设计引物,以Bt LB52菌株的质粒DNA为模板,扩增出了全长为2.1 kb的cry1I基因,其能通过表达载体pEB在大肠杆菌中高效表达为79.9 kDa的蛋白。经过AlginX软件分析该蛋白由712个氨基酸组成,分子量为79.9 kDa,等电点为6.54,为弱酸性蛋白质,NCBI Blast比对该蛋白的氨基酸序列与Cry1Ib3的相似性最高为98%,有12个氨基酸的差异。该基因已在GenBank中注册,登录号为ADK38579,并被国际基因命名委员会正式命名为cry1Ib6。它的表达产物对小菜蛾具有较高的毒力,LC50为1.196 μg/mL,为抗虫转基因植物研究提供了新的基因。     

苏云金芽胞杆菌cry1Ia17基因克隆、表达的研究

根据cry1I类基因的全长序列设计引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株BtMX2的总DNA为模板扩增出片段长为2.1 kb的cry1I的全长基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达栽体pEB,转化大肠杆菌Rosetta茵株,诱导表达出81 ku的蛋白,编码的...     

基于cry1Ac表达调控元件的苏云金芽孢杆菌表达载体构建

通过克隆cry1Ac基因BtI-BtII启动子、SD序列以及终止子,并引入pET28a的His标签和多克隆位点,在穿梭载体pHT304的基础上构建了一个苏云金芽孢杆菌表达载体pBMB1A。将cry1Ac以及具有非典型BtI-BtII启动子的cry2Ab、cry5Ba、cry6Aa、cry7Ba、cry55Aa 6个基因装载到该表达载体上,转入BMB171构建了重组菌株,通过复红简单染色后的显微镜镜检结果表明,重组菌株BMB1A-1Ac、BMB1A-5Ba、BMB1A-7Ba和BMB1A-55Aa均能形成正常晶体,SDS-PAGE结果也证实这4个重组菌株的重组质粒均能表达出目的蛋白。同时,选取重组菌株BMB1A-1Ac来考察His标签对Cry1Ac杀虫活性的影响,生物活性测定结果显示重组菌株的LC50值与对照菌株相比无明显差异。该载体可用于快速克隆表达不同类别的Cry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。     

苏云金芽胞杆菌肠毒素基因克隆与序列分析

根据蜡质芽孢杆菌(Bc)肠毒素基因序列,设计特异PCR引物,对本实验室保存的 16个苏云金芽孢杆菌 (Bt)菌株进行检测.结果显示, 15个菌株含有肠毒素基因片段.克隆了Bt8010肠毒素entS基因的编码框 (ORF)序列, 将该序列测序,用在线的BLAST软件与DNASIS软件进行同源性分析.结果表明,该基因与已知的Bc和炭疽芽孢杆菌肠毒素基因有很高的同源性,但该基因有 12个核苷酸缺失,不能表达完整多肽.     

苏云金芽胞杆菌新菌株的研究

为筛选对昆虫有高力的苏云金芽胞杆菌特异性菌株,从韩国不同地区土壤中筛选出两株对鳞翅目和双翅目昆虫具有杀虫活性的苏云金芽胞杆菌菌株K9805和K9903,它们分属于苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种和鲇泽亚种,形成典型的双金字塔型伴胞晶体,两菌株不但对小菜蛾、甜菜夜蛾具有较高的生命活性,而且对双翅目昆虫致倦库蚊有毒。K9805含有cry IAa,cy IAb,cry IC,cry ID和cry I基因,K9903含有cry IAa,cry IAb,cry IAc,cry IE和cry Ⅱ基因。     

苏云金芽胞杆菌酰基高丝氨酸内酯酶基因的克隆及分析

利用pMD18-T克隆载体从苏云金芽胞杆菌菌株WB12中克隆了酰基高丝氨酸内酯酶基因(AHL-lactonase,aiiA).测序结果表明,该基因(GenBank登录号为DQ000642)由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质.推测该蛋白质分子质量为28 ku,等电点为4.2,不含信号肽序列.利用DNAMAN软件构建同源关系树.结果表明,该蛋白与已报道具有减弱欧文氏菌胡萝卜亚种致病力的11个A iiA蛋白酶氨基酸序列总相似性为81.2%,并含有相同的氨基酸序列保守区.核苷酸序列的BLAST分析结果表明,与之同源性较高的基因均为蜡质芽孢杆菌组aiiA基因(86%-99%).