北京植物园苏云金芽胞杆菌菌株的分离鉴定

[目的]从北京植物园采集的土壤样品中分离高毒力的苏云金芽胞杆菌.[方法]采用温度法筛选Bt菌株,比对大质粒DNA图谱,区分不同类型的Bt菌株,PCR-RFLP方法对cry1～cry40类基因型进行鉴定,SDS-PAGE分析杀虫晶体蛋白,测定Bt分离株对大猿叶甲、小菜蛾幼虫的杀虫活性,筛选出高毒力的菌株.[结果]从149份土壤样品中分离出147株Bt,分为12种类型,含有菱形、方形、球形和不规则等晶体类型;6株菌中分别含有fry1Aa、cry1Ab、cry1Ac、cy1Ah、cry1Ba、cry1Be、cry1Ia、cry1La、cry2Ab和cry7Aa等基因类型,其余6株中不含有已知基因.有9株表达约130 ku蛋白,1株表达约70 ku蛋白,2株表达约150 ku蛋白,有3株既表达130 ku蛋白又表达60 ku蛋白;发现一株对大猿叶甲具有较高毒力的菌株ZWY-7,1株对小菜蛾有高毒力的菌株ZWY-9,2株菌都没有检测到已知基因型.[结论]北京植物园中Bt分布广泛,类型多样,其中发现两株高毒力的菌株,有望获得新的杀虫基因.     

对甜菜夜蛾具有高毒力的Bt菌株筛选

依据对夜蛾科具有高毒力cry基因的序列,设计特异性引物对实验室保存的对鳞翅目害虫高效的菌株资源进行筛选。通过比较质粒图谱,对其多样性进行了研究。进一步测定Bt菌株对甜菜夜蛾的杀虫活性,筛选出高毒力的菌株。从192株菌株中筛选出15株对夜蛾科害虫具有高活性的菌株,包含的基因类型有:cry1A、cry1C、cry2A、cry9和vip3A类基因,晶体形态包含:双锥体形、方形、球形;其中2株菌表达130ku和60ku的蛋白,1株菌表达130ku和70ku的蛋白,其余菌株均表达约130ku的蛋白;这15株菌通过质粒图谱分析分为8种类型;3株菌对甜菜夜蛾幼虫具有高毒力,其中菌株PS3-C2对甜菜夜蛾LC50为1.87μg/mL。本研究成功筛选出对甜菜夜蛾具有高毒力的菌株3株,其中PS3-C2菌株与对照菌株KN11活性相当,为新型杀虫基因分离克隆与制剂的研发奠定了基础。     

对蛴螬有活性的苏云金芽胞杆菌菌株的筛选与基因鉴定

为了寻找对地下害虫蛴螬有杀虫活性的基因资源,以实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株为材料,通过杀虫活性测定筛选到43株对蛴螬有活性的菌株,其中菌株C9对3种供试昆虫均有活性.光学及扫描电镜检测发现这些菌株均释放球形晶体.SDS-PAGE分析显示这些菌株均表达约130kD的蛋白.采用3种方法分析43株菌株的杀虫晶体蛋白基因类型,结果显示:其中21株只含cry8Ca;13株同时含cry8Ca和cry8Ea基因;QC4等8株菌株只能用引物HRM8F/HRM8R获得高度保守区域约110bp的扩增产物,说明这些基因的5'端序列与已知基因差异较大.测序结果经BLAST分析显示,产物序列同cry8基因的相似性均在98%以上,但其全长基因类型还需要其它方法确定.菌株QCM的PCR-RFLF图谱不同于已发现的cry8基因,推测其中含有新基因.     

Bt菌株FB的生物学特性及其cry、vip基因型鉴定

菌株FB是1株对小菜蛾Plutella xylostella幼虫具有高毒力的苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis （Bt）。本研究通过扫描电子显微镜、大质粒电泳、总蛋白SDS-PAGE及菌株生长特征观察的方式研究了菌株FB特征,克隆得到了基因cry1Ia、cry1Ea、cry1Ab、cry2Ab和vip3Aa全长,依据全基因组测序结果得到了1个cry8基因部分片段,首次在Bt菌株中同时发现基因cry1类和cry8类,这五种基因推导的氨基酸序列与已知基因序列相比,最高相似性分别为99%、98%、99%、100%、99%,而cry8半长基因与已知基因仅为63%。生测结果表明,蛋白Cry1Ia、Cry1Ea和Cry1Ab对小菜蛾幼虫具有较高杀虫活性。     

桂林喀斯特地貌分布区苏云金芽孢杆菌菌株的分离鉴定

从桂林喀斯特地貌分布区采集了165份天然土壤样品,从中分离出10株苏云金芽孢杆菌。光学显微镜观察发现有菱形、球形、不规则等晶体类型。通过核酸电泳比对其大质粒DNA的图谱来区分菌株的类型,发现该批菌株有良好的多样性。对这10株菌进行cry1、cry11、cry2、cry3、cry4、cry5、cry6、cry7、cry8、cry9、cry10类基因的PCR-RFLP鉴定,在8株菌中分别发现含有cry1、cry11、cry2、cry3等基因类型,而G4、G6菌株中不含有已知基因。SDS-PAGE分析了10株野生菌株的杀虫晶体蛋白表达谱,发现有10株表达约130kD蛋白,有3株既表达130kD蛋白又表达60kD蛋白。对大猿叶甲、小菜蛾进行了杀虫活性测定,发现了一株对大猿叶甲具有较高毒力的菌株G8,其LC50为48.2μg/ml,置信区间为9.6～1.4ml;有6株菌株对小菜蛾有高活性。     

基于聚合酶链式反应-高通量测序(PCR-HTS)联用的cry2A基因鉴定方法

cry2基因对多种鳞翅目害虫具有高毒力,且与cry1A类基因无交互抗性,具有重要的应用价值。为了提高苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)cry2杀虫基因资源的筛选和鉴定效率,本研究分析了所有已报到的cry2A基因的保守区,设计了4对通用引物,对2000株Bt菌株基因组DNA混合样品进行了PCR扩增,并利用454高通量测序仪对这些混合扩增产物进行了测序。测序总量有280704条Reads,序列分析结果表明,这些Bt菌株中含有已知的所有9类cry2类基因,其中包括cry2Ae和cry2Ai这2类在国内Bt菌株中未见报道的基因;同时,发现了新型cry2类基因的片段;随后设计特异性引物,扩增获得了半长基因片段cry2-1和cry2-2,进一步利用重叠PCR法获得了全长新基因cry2X,该基因的编码区为1902 bp,编码633个氨基酸;其氨基酸序列与Cry2Ab13蛋白的相似性最高,为93%,属于第三等级的模式基因。建立聚合酶链式反应-高通量测序(polymerase chain reaction-high throughput sequencing,PCR-HTS)联用的基因鉴定方法,具有快速、灵敏、准确、高通量、覆盖范围广等优点,不仅可以对Bt菌株中已知杀虫基因进行鉴定,而且能够发现新的基因,将在Bt基因鉴定、发掘中发挥重要的作用。     

苏云金芽胞杆菌GS8菌株的生物学特性及其cry基因型鉴定

采用桑叶浸渍法和饲料表面覆盖法测定发现,从土壤中分离的一株苏云金芽胞杆菌菌株GS8对家蚕Bombyx mori、甜菜夜蛾Spodoptera exigua和棉铃虫Helicoverpa armigera初孵幼虫均表现出较高的杀虫活性,经形态学和生理生化反应鉴定该菌株为东北亚种(Bacillus thuringiensis subsp.tohokuensis)。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析结果表明,GS8菌株的杀虫蛋白晶体主要由分子质量为130、81和60 kDa的蛋白组成。聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)鉴定结果显示,GS8菌株含有 cry1Aa、cry1Ab、cry1Ib、cry2Ab和cry9Ba 等基因。     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白研究进展

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt),属于蜡样芽胞杆菌族,芽胞杆菌属的革兰氏阳性细菌,与其它芽胞杆菌的区别是在形成芽胞的同时,伴随有杀虫晶体蛋白(Cry蛋白)的产生。Cry蛋白对鳞翅目、鞘翅目、膜翅目和双翅目等多种害虫具有特异的杀虫作用,因此,Cry蛋白以微生物杀虫剂或转Bt基因植物的形式而被广泛应用于害虫生物防治中。本文从Bt菌株的发掘、cry基因的转录调控机制、Cry蛋白的结构功能及作用机制等方面进行综述,为Bt杀虫蛋白的推广应用、Bt蛋白的定向改造和构建高效广谱的工程菌提供参考。     

苏云金芽孢杆菌BtC008杀虫晶体蛋白基因鉴定、克隆及杀虫活性分析

苏云金芽孢杆菌BtC008对棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾等鳞翅目害虫具有高毒力。本文分析了其杀虫基因类型包括cry1Ab、cry1Ca、cry1Ia、cry2Ab和一种新的cry1类基因,SDS-PAGE分析其至少2种cry1类基因获得了表达,在分子水平说明了该菌株高毒力的原因。在此基础上克隆了1种cry1Ab类杀虫晶体蛋白(insecticidalcrystalproteins,ICPs)基因,并被Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ab20。序列分析显示该基因所编码蛋白与已知的Cry1Ab13有1个氨基酸不同。将cry1Ab基因毒性片段(1.95kb)插入表达载体pET-21b,转化EscherichiacoliRosetta(DE3)菌株,表达的包涵体蛋白对小菜蛾和棉铃虫幼虫具有杀虫活性,LC50分别为100.74μg/mL和29.87μg/mL,进一步明确了Cry1Ab20蛋白的杀虫活性区。     

对小地老虎具有杀虫毒力的苏云金芽孢杆菌菌株的分离及鉴定

从我国3种典型植被覆盖的6个地区的土壤样品分离得到了348株苏云金芽孢杆菌菌株,采用杀虫活性测定方法从中获得了32株对小地老虎具有高毒力的菌株。利用PCR-RFLP鉴定体系和SDS-PAGE蛋白分析法,研究了这32株苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白基因类型和晶体蛋白表达情况,对小菜蛾、二化螟、棉铃虫的杀虫活性测定也证明了苏云金芽孢杆菌cry基因类型、表达蛋白及杀虫活性间的相关性。     

Bt棉对斑痣悬茧蜂寄主选择及其子代发育的影响*

［目的］ 评价转Bt基因棉通过非靶标寄主斜纹夜蛾和甜菜夜蛾幼虫对寄生蜂的影响。［方法］ 分别采用选择性试验和非选择性方法,观察斑痣悬茧蜂对取食Bt棉叶和常规棉叶的斜纹夜蛾和甜菜夜蛾幼虫的产卵选择偏好,并观察子代蜂在不同处理幼虫体内的发育表现。［结果］ 取食Bt棉叶的斜纹夜蛾幼虫体重与取食常规棉叶的没有显著差异,而取食Bt棉叶的甜菜夜蛾幼虫体重显著小于取食常规棉叶。对斜纹夜蛾幼虫的选择性试验表明,斑痣悬茧蜂未表现出对取食Bt棉寄主幼虫的偏好。［结论］ 斑痣悬茧蜂子代的历期、存活以及羽化成蜂的体型大小等发育适应度特征,不受寄主幼虫所取食的食料植物的影响。     

当归内生真菌抗植物病原菌的活性研究

[目的]从当归内生真菌中筛选抗小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌、水稻纹枯病菌等植物病原菌的有益菌株,并筛选代谢产物中的抑菌活性部位.[方法]采用平板拮抗法对抗性菌株进行初步筛选,采用抑制菌丝生长法以及抑制孢子萌发法筛选有益内生真菌代谢产物中的抑菌活性部位.[结果]抗小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌的内生真菌较多,分别占24.3％和28.6％.对小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌以及水稻纹枯病菌生长抑制作用较强的内生真菌包括5个属8个菌株,其中6个菌株只对1种病原菌菌丝生长有抑制作用.此外,对4种植物病原真菌孢子萌发具有抑制作用的内生真菌超过20％,其中内生真菌Myxormia sp.2和Myxormia sp.4的提取物对4种植物病原真菌孢子萌发的抑制作用显著,抑制率达到90％以上.通过对有益内生真菌代谢产物的分析表明,乙酸乙酯提取部位对植物病原真菌菌丝体和孢子萌发的抑制作用相对较强.[结论]具有抗菌活性的当归内生真菌及其次生代谢产物具有丰富的多样性.     

福建及贵州等地烟草青枯菌系统发育分析

[目的]探寻烟草上青枯菌的系统发育.[方法]采用演化型分类框架对福建及贵州等地的62个烟草青枯病菌株进行鉴定分析.[结果]基于内切葡聚糖酶基因系统发育学的分析结果表明:所有参试菌株均归属于青枯菌亚洲分支的4个序列变种,分别为序列变种15、17、34和44;尚未发现归属于美洲或非洲分支的烟草青枯病菌株.其中序列变种15和17为优势菌系,序列变种34的菌株都来自福建省,只发现3个菌株属于序列变种44.基于avrA基因的氨基酸序列比对结果表明4个序列变种的avrA基因都属于RS1000类型.[结论]本研究表明福建及贵州等地烟草上的青枯菌存在一定的遗传分化.     

几种常用化学杀虫剂对Bt菌株生长影响的初步研究

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）可产生多种杀虫活性物质,是一种应用最广泛的微生物杀虫剂。最近研究表明Bt对化学杀虫剂抗性害虫有较好的防治效果,并且与化学杀虫剂的联合使用可以提高杀虫效果,减少化学杀虫剂的用量。为了进一步设计更好的Bt与化学杀虫剂协同控害方案,本论文研究了不同亚种的Bt菌株与常用化学杀虫剂的兼容性。泛基因组分析表明不同亚种的Bt菌株在基因组成上有较大差异,说明Bt菌株对化学杀虫剂的反应可能会有所不同。进一步化学杀虫剂对Bt增殖影响分析结果显示,溴虫腈对大部分Bt测试菌株有抑制,说明Bt与化学杀虫剂协同使用时需要测定两者兼容性。高效氯氰菊酯对所有常用的防治鳞翅目害虫的Bt杀虫剂亚种类型库斯塔克亚种（Bt kurstaki,Btk）和鲇泽亚种（Bt aizawai,Bta）菌株影响都不大,可以进行协同使用;氯虫苯甲酰胺和茚虫威对Btk菌株HD1有一定抑制作用,定虫隆对其有较好的促进作用,说明HD1与定虫隆协同使用效果更好;茚虫威对Bta菌株G03影响较小,定虫隆对其有一定的抑制作用,氯虫苯甲酰胺对G03则有一定的促进作用,说明G03及其衍生菌株可以与氯虫苯甲酰胺、茚虫威协同使用。本研究结果说明Bt菌株对不同杀虫剂的敏感性是有差异的,可以通过筛选获得兼容性好的组合,为进一步制定Bt杀虫剂与化学杀虫剂配伍方案与协同使用技术提供了理论指导与数据参考,对实现化学农药减量施用具有重要的指导意义。     

昆虫生长调节剂和绿僵菌对意大利蝗几丁质酶活力的影响

[目的]探明3种昆虫生长调节剂(苯氧威、氟虫脲、灭幼脲)和一种生物农药(绿僵菌189菌株)对意大利蝗3龄蝗蝻几丁质酶活力的影响.[方法]用药剂处理3龄意大利蝗蝗蝻,用分光光度法测定几丁质酶分解几丁质产物N-乙酰氨基葡萄糖的含量.[结果]3种昆虫生长调节剂浓度达到50mg/L时对几丁质酶的抑制作用超过200％;绿僵菌189菌株对意大利蝗几丁质酶活力也有一定程度的抑制,且抑制作用随着孢子浓度的增加而增大,当孢子浓度达到5×107时,意大利蝗几丁质酶的活力仅为3.8U.[结论]昆虫生长调节剂和绿僵菌均抑制意大利蝗几丁质酶活力.     

对草地贪夜蛾高毒力的苏云金芽胞杆菌菌株筛选与杀虫活性研究

草地贪夜蛾是一种世界性重大农业害虫,给玉米等多种主要粮食和经济作物造成严重危害.为实现对草地贪夜蛾的高效、绿色、持续防控,亟需筛选高毒力苏云金芽胞杆菌菌株资源.本研究以前期实验室储备的对斜纹夜蛾、小地老虎具有杀虫活性的363株野生菌株库为候选菌株,基于菌株杀虫基因差异及进化关系,去除冗余菌株后获得172株候选菌株.通过...     

白僵菌培养基继代培养对蛋白酶（cdep1）、几丁质酶（chit1）基因表达的影响

[目的]对球孢白僵菌D6-2和L1-1菌株进行室内培养基继代培养,比较其不同世代之间毒力及毒力相关基因表达之间的差异.[方法]对目的菌株进行室内生物测定,用LT50和LT90作为毒力评价标准来检测不同世代之间毒力的变化情况.为了明确继代培养对球孢白僵菌毒力相关酶基因表达情况的影响,以18S rDNA基因为内参,利用半定量RT-PCR对蛋白酶cdep1基因和几丁质酶chit1基因的表达情况进行检测.[结果]在107孢子/mL供试浓度下,随着世代的更替,两个供试菌株F2代相比于F1代,其LT50和LT90降低,说明其对玉米螟的毒力有所增强.而两个供试菌株F2～F5代对玉米螟的毒力呈下降趋势.在内参基因稳定表达的情况下,两个供试菌株L1-1和D62的cdep1基因和chit1基因在F1和F2代表达稳定,随着继代次数的增多,供试菌株两个基因的表达量均呈下降趋势,这与对亚洲玉米螟毒力测试的结果呈正相关性.[结论]F2代毒力和毒力酶基因表达最强,F1代与F2代基本相似或略低于F2代,F2～F5代毒力和毒力酶基因表达依次减弱.     

对草地贪夜蛾高毒力的苏云金杆菌菌株筛选

筛选对草地贪夜蛾高毒力Bt菌株,对于开发绿色高效防治草地贪夜蛾新产品具有重要意义。本研究从自行筛选的对夜蛾科害虫高毒力的Bt菌株资源中,选取9株菌株进行草地贪夜蛾室内毒力测定,并对高毒力菌株进行杀虫基因分析;选取室内毒力测定活性最高的3株菌株进行田间小区药效试验。结果表明,9株Bt菌株在药后7 d对草地贪夜蛾初孵幼虫均表现出显著的毒杀效果,LC50范围在0.07~3.38μg/g,其中毒力最高的3个菌株分别是KN50、KN11和KNR8,LC50分别为0.07、0.23和0.43μg/g,表现非常显著的致死效果;对KN50、KN11和KNR8等6种高毒力的Bt菌株的杀虫基因分析发现,他们都含有vip3Aa、cry2Ab、cry1Ac、cry1Ia杀虫基因。KN50、KN11和KNR8菌株的32000IU/mg制剂在田间对草地贪夜蛾表现出不同程度防效,其防效高低与室内毒力结果一致,其中KN50药后7 d防效最高,在200和400 g/667 m2下对1~3龄幼虫防效分别可达86.09%和95.22%,对不同龄期幼虫混发的防效为72.61%和86.59%。因此KN50、KN11和KNR8这3个菌株能作为备选高效菌株用于防治草地贪夜蛾新产品开发,为实现草地贪夜蛾的绿色防控、化学农药合理减替提供重要保障。     

苏云金芽孢杆菌及其δ-内毒素基因的分类与鉴定

苏云金芽孢杆菌作为重要的杀虫微生物在生物防治中发挥了巨大作用。其分类鉴定对于研究资源的多样性、快速筛选优良菌株、预测其杀虫活性、分离克隆新的Btδ-内毒素基因等方面具有重要意义。本文对Bt菌株的分类、δ-内毒素基因分类、鉴定方法进行了分析讨论。