黑龙江省苏云金杆菌的分离及对夜蛾科昆虫高毒力菌株的筛选

【目的】为了发掘新的苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)的资源,在黑龙江省不同地区采集不同类型的土壤样品分离出对夜蛾科具有高毒力的菌株。【方法】采用醋酸钠选择性筛选法筛选Bt菌株,利用10对通用引物对分离株进行基因型分析,SDS-PAGE进行杀虫晶体蛋白分析,同时测定苏云金杆菌分离株对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、甘蓝夜蛾Mamestra brassicae(Linnaeus)、斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)的杀虫活性。【结果】从黑龙江省不同地区采集的352份不同类型的土壤样品中,共分离出46株苏云金芽孢杆菌野生菌株,出菌率为13.06%。油镜下可观察到伴孢晶体的形态有菱形、球形、镶嵌形及不规则形。结果表明产菱形晶体的菌株多含有cry1类基因,而同时产生菱形、球形及不规则形晶体的菌株则含有多种基因型。SDS-PAGE蛋白分析发现这些菌株主要表达130、90、60 ku蛋白。对其中的部分菌株进行毒力测定,结果表明有4株菌株对3种夜蛾科昆虫具有高毒力。【结论】黑龙江省苏云金芽孢杆菌分布广泛,类型多样,已获得对夜蛾科昆虫有高毒力的菌株,这对夜蛾科害虫的绿色防控及延缓其抗性具有重要意义。     

苏云金杆菌4.071 8菌株杀虫晶体性质的研究

研究了苏云金杆菌4．071 8菌株晶体的分离及其在电镜下的形态结构,并通过SDS－PAGE对其杀虫晶体蛋白进行了分析,证明了4．071 8菌株晶体有立方体型和双金字塔型两种,分别由原毒素CryⅠ及CryⅡ组成,该菌对鳞翅目和双翅目昆虫均有毒杀作用。     

钙粘蛋白与苏云金芽胞杆菌晶体毒素 互作机制研究进展

昆虫钙粘蛋白是苏云金芽胞杆菌晶体毒素的重要受体之一,本文简述了昆虫钙粘蛋白种类、结构特征和在昆虫体内的分布,对昆虫钙粘蛋白与苏云金芽胞杆菌毒素相互结合位点进行了较深入讨论;详细论述了苏云金芽胞杆菌晶体毒素作用孔洞模式和信号转导模式,并简要介绍了钙粘蛋白与昆虫抗性的关系.     

苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展

自上世纪初发现苏云金芽孢杆菌对昆虫有杀虫活性以来,如何发掘利用苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白服务于农业生产和人类的卫生防控就成为一个重要课题。从早期的分离菌株使用菌体的复合物喷施到使用分子手段转化植物特定表达,人类在苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的利用精准度上在不断提高,但随之而来就是抗性的产生。因此不断发掘可使用的新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因资源就是一个很重要的话题。本综述就苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的发掘方法研究做一系统论述。     

几个对鞘翅目昆虫有毒性的苏云金杆菌菌株

<正> 苏云金杆菌Bacillus thuringiensis Berliner是一种重要的昆虫病原芽孢杆菌。80年代以前注意力主要集中在对鳞翅目和双翅目昆虫有毒杀力的菌株上。进入80年代以后,Krieg等和Herrnstadt等先后分离出两株对鞘翅目昆虫敏感而对鳞翅目和双翅目不敏感的菌株。并把它们分别命名为B.thuringiensis var.tenebrionis和B.t.var.sandiego。由于     

苏云金芽胞杆菌CTC菌株的S-层蛋白可以形成伴胞晶体

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)CTC菌株产生卵圆形伴胞晶体,晶体蛋白分子量为100kD;透射电子显微镜观察结果表明该菌株有S—层结构,而且在母细胞内可以形成伴胞晶体和S—层的初体结构;其蛋白基因导入苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171后,扫描电子显微镜观察结果表明转化子能形成晶体,而其形状与CTC菌株的相同;转化子晶体蛋白的分子量大小也与CTC菌株的相同,为100kD。以上实验结果结合以前晶体蛋白N—末端测序和基因核苦酸序列,表明苏云金芽胞杆菌CTC菌株的S—层蛋白可以形成伴胞晶体。     

苏云金芽胞杆菌CTC菌株的S-层蛋白可以形成伴胞晶体

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)CTC菌株产生卵圆形伴胞晶体,晶体蛋白分子量为100kD;透射电子显微镜观察结果表明该菌株有S层结构,而且在母细胞内可以形成伴胞晶体和S层的初体结构;其蛋白基因导入苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171后,扫描电子显微镜观察结果表明转化子能形成晶体,而其形状与CTC菌株的相同;转化子晶体蛋白的分子量大小也与CTC菌株的相同,为100kD。以上实验结果结合以前晶体蛋白N末端测序和基因核苷酸序列,表明苏云金芽胞杆菌CTC菌株的S层蛋白可以形成伴胞晶体。     

苏云金芽孢杆菌Cry1Ac杀虫晶体蛋白及其分子设计

cry1Ac编码的杀虫晶体蛋白是苏云金芽孢杆菌(Bt)产生的多种杀虫晶体蛋白中对鳞翅目昆虫有很高毒性的蛋白.第一个Cry1Ac杀虫晶体蛋白最早在库斯塔克亚种HD73中以伴胞晶体形式分离获得,其编码区为3 534 bp,编码蛋白分子量为133 kD,含1 178个氨基酸,等电点为4.84.自此以来,Cry1Ac杀虫晶体蛋白结构、功能以及应用研究一直是Bt杀虫晶体蛋白研究的重要方向.本文介绍了苏云金芽孢杆菌中应用最广泛的Cry1Ac杀虫晶体蛋白家族的结构、功能及其基因分类,并进一步就基于苏云金芽孢杆菌Cry1Ac杀虫晶体蛋白的基因工程研究做了分析,提出了持续利用BtCry1Ac杀虫晶体蛋白的一些见解.     

我国森林土壤中苏云金芽孢杆菌生态分布的研究

从我国8个森林立地带(寒温带、中温带、暖温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带、高原亚热带、热带)所属的13个自然保护区,采集了0—5cm土层林下土壤样品384个.测定了土壤pH、水分和养分.从中分离观察芽孢杆菌菌落1873个,分离出苏云金芽孢杆菌79株,并对其所属亚种进行了初步鉴定.其平均出土率和分离率分别为14.32%和4.21%.研究了芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌在森林土壤中生态分布的规律及苏云金芽孢杆菌对6种昆虫的室内毒力测定,从中筛选出不少的高效菌株.为研究苏云金芽孢杆菌在我国森林生态系中资源的保护、开发和利用,具有重要意义.     

生物防治因子

871713 防治某些鳞翅目昆虫的有改进活性的苏云金芽抱杆菌菌株的制备以及由此产生的新菌株[专,英]/Burges,D.H.…//Eu-roPean Patent APPI.EP 0178151.Pub.16 .04.86.APpl.GB 8425487,filed 09.10.84[译自CBA,1985,(7),2715] 苏云金芽抱杆菌的GC91、NCTC11821菌株对鳞翅目昆虫具有杀灭活性。     

我国仓贮昆虫病原芽孢杆菌的研究

对９５１个样品分离鉴定,有７４７个样品含芽孢杆菌,有菌率为７８．５５％．共分离得到芽孢杆菌１１３８株,其中苏云金杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ,简称Ｂ．ｔ）１４３株,占１２．５％;球形芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ,简称Ｂ．ｓ）１１株,占０．９７％;其他芽孢杆菌９８４株,占８６．４０％．从芽孢杆菌中选出产生晶体、苏云金素或磷酸酯酶Ｃ（ＰｈｏｓｐｈａｌｉｐａｓｅＣ,简称ＰＬＣ）的毒素菌株１６８株,其中Ｂ．ｔ占１４３株,Ｂ．ｓ有５株,其他芽孢杆菌１０株．在产毒素菌株中,经测定有１２０株菌对供试昆虫毒性达标．占７７．９２％．不同菌株的杀虫毒素、杀虫范围和毒力各异,认为这种差异取决于毒素和虫种两方面的特异性．     

类似S-层蛋白的苏云金芽胞杆菌伴胞晶体蛋白基因的克隆

芽胞杆菌CTC菌株被鉴定为苏云金芽胞杆菌 ,鞭毛血清型H2 ,幕虫亚种 ;产生卵圆形伴胞晶体 ,伴胞晶体蛋白为 1 0 0kD ;测定了该蛋白的N 末端序列 ,该序列与炭疽芽胞杆菌的细胞表面S 层蛋白具 92 %～ 93%相似性 ;根据Southern杂交制作了该晶体蛋白基因ctc所在位置的限制性酶切图谱 ,分别克隆了该基因 5′和 3′端所在的 2 9kbXbaI片段和 3 1kbClaIDNA片段 ,彼此间具 0 6kb重叠 ,通过拼接获得含完整ctc基因的克隆。含该基因的大肠杆菌与表达S 层蛋白的大肠杆菌具相似生长特征。初步表明CTC菌株的伴胞晶体由细胞表面S 层蛋白组成。苏云金芽胞杆菌区别于蜡状芽胞杆菌和炭疽芽胞杆菌的唯一标准是能形成伴胞晶体 ,由于S 层是细胞表面的结构成分 ,本文对CTC菌株鉴定为苏云金芽胞杆菌以及伴胞晶体作为苏云金芽胞杆菌鉴别的唯一标准提出了质疑     

我国部分地区土壤中的苏芸金芽孢杆菌和球形芽孢杆菌

从云南、贵州、四川和陕西4省的土壤中分离到大量苏芸金芽孢杆菌(Bacillus thuringie—nsis)和球形芽孢杆菌(Bacillus sphaeticus)菌株。血清型分析表明,苏芸金芽孢杆菌分离株分属于23个血清型中的13个血清型,另有近20％的自凝型菌株及部分与所有标准菌抗血清无反应的菌株。对该两种昆虫病原细菌的生态分布规律进行了分析。研究了全部苏芸金芽孢杆菌分离株对鳞翅目、鞘翅目及双翅目的6种昆虫的毒力特性、伴孢晶体与芽孢的形态,以及晶体蛋白质成分。观察和测定了球形芽孢杆菌分离株的形态和毒力,并分析了部分菌株的晶体蛋白质成分。得到22株高效苏芸金芽孢杆菌和2株高效球形芽孢杆菌。证明苏芸金芽孢杆菌是典型的土壤微生物类群,我国西南地区土壤中的苏芸金芽孢杆菌资源十分丰富。     

苏云金杆菌cry 1C基因检测及其与杀虫活性的关系

对实验室分离保存的 5 4株苏云金芽孢杆菌的H 血清型、杀虫晶体蛋白质 ,杀虫基因cry 1C和对甜菜夜蛾的活性进行了检测 ,分析了它们之间的关系。结果表明 ,有 2 8株菌株含有cry 1C基因 ,携带有cry 1C基因的菌株的晶体蛋白质主要为 135ku左右 ,它们对甜菜夜蛾均有较高的毒性 ,这些菌株的鞭毛抗原血清型主要分布在H 5和H 7。     

绿色荧光蛋白基因原核表达载体的构建及其在昆虫肠道短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的表达

【目的】构建带有苏云金芽孢杆菌cry3a基因非芽孢依赖启动子和绿色荧光蛋白基因gfp(Green Fluorescent Protein)的原核表达载体,并转化从桑粒肩天牛幼虫肠道分离的两株常驻细菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,以检测cry3a启动子在昆虫肠道常驻菌中的启动子活性,获得GFP标记菌株,为常驻菌在昆虫幼虫肠道中的定殖情况和杀虫工程菌的构建奠定基础。【方法】采用重叠延伸PCR将cry3a基因启动子和gfp基因进行融合,并与pHT304载体连接构建重组质粒pHT3AG,获得的重组质粒以电脉冲转化肠道常驻菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,于可见光和荧光显微镜下观察荧光并通过SDS-PAGE分析重组菌株的蛋白表达情况,然后对重组菌株进行生长动力学分析和稳定性测试。【结果】重组菌在营养期大量组成型表达GFP,经电泳分离在凝胶上出现约29kDa的特异蛋白条带;重组菌生长曲线与出发菌没有显著差异,说明外源质粒未对宿主菌的生长带来明显不利影响;抗性条件下传代30次后两菌株外源质粒稳定性仍可达95%、67%;两个菌株比较,CQUBb比CQUBt质粒转化率高、重组菌GFP表达时间长、表达量大,并且重组菌株稳定性好。【结论】成功地将cry3a基因核心启动子和gfp基因转入桑粒肩天牛幼虫肠道常驻菌,实现了该启动子在Bt之外的菌株中发挥作用,构建了两个GFP标记菌株;重组基因工程菌株表达量大,稳定性好,可以用作昆虫肠道内微生态研究和芽孢杆菌表达系统以及杀虫菌株的构建。     

四川盆地生态区苏云金芽胞杆菌cry基因的鉴定及新型模式cry基因的克隆

[目的]为了明确四川盆地生态区土壤中苏云金芽胞杆菌cry,基因资源情况,进一步克隆出新型的杀虫晶体蛋白基因.[方法]本研究主要通过菌株晶体形状的光学显微镜及扫描电镜观察、PCR-RFLP技术鉴定cry基因型法、杀虫晶体蛋白的SDS-PAGE分析和菌株生物活性测定等方法对此地区菌株进行研究.[结果]从四川盆地不同生态区采集2650份土壤样品中分离了791株苏云金芽胞杆菌.PCR-RFLP鉴定结果表明:此地区的苏云金芽胞杆菌主要含有cry1,cry2,cry3,cry4/10,cry9,cry30和cry40等7种cry,基因类型;含cry1基因的菌株最丰富,共有21种不同cry1型基因组合;从中发现了新型模式基因,并采用Tail-PCR技术获得了其中3个基因的全长序列,被国际苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry54Aa1、cry30Fa1和cry30Ga1.通过生物活性测定,发现对鳞翅目和双翅目害虫具毒力的菌株.未鉴定出基因型的80个菌株的伴胞晶体SDS-PAGE分析表明:这些菌株均有40～130 kDa蛋白表达,极有可能含新型的杀虫蛋白基因.[结论]研究结果充分体现了四川盆地生态区苏云金芽胞杆菌资源的多样性及特殊性,所蕴含的杀虫蛋白基因在农业生产上具有重要意义和应用前景.     

苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigE基因敲除突变株的构建与特点

SigE因子是芽胞杆菌芽胞形成过程中起重要作用的sigma因子,它控制着众多芽胞形成相关基因的表达.在苏云金芽胞杆菌中,Cryl等杀虫晶体蛋白的表达也受SigE因子的控制.本研究利用同源重组技术构建了苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种标准菌株HD-73 sigE缺失突变株.研究表明:突变株衰亡期提前,丧失了形成芽胞和晶体的能力:cryIAa指导的β-半乳糖苷酶活性分析表明sigE基因对crylAa基因的转录有较大影响.利用载体pHT315携带sigE所在操纵子spoIIG及其启动子序列在突变株中表达,使突变株恢复了产生芽胞和形成杀虫晶体的能力,生长基本恢复正常,这些结果表明SigE因子是Bt库斯塔克亚种菌株产生芽胞和形成晶体所必需的.     

苏云金杆菌伴孢晶体的研究进展

苏云金杆菌能产生伴孢晶体蛋白,又叫δ—内毒素,对鳞翅目、双翅目、甚至鞘翅目的许多种昆虫幼虫有毒性。这类蛋白在芽孢形成期大量合成。对鳞翅目昆虫有毒的伴孢晶体一般为双金字塔形,蛋白质分子量为1.3×10~5道尔顿,对双翅目昆虫有毒的伴孢晶体一般为不规则的立方体,蛋白质分子量6.5×10~4道尔顿。对鞘翅目昆虫有毒的伴孢晶体一般为扁平长方形,蛋白质分子量为6.4×10~4道尔顿。对毒素蛋白的分离纯化办法、物理化学性质、毒理以及其它方面的研究现状做了介绍。     

苏云金芽孢杆菌的筛选和初步鉴定

采集四川温江昆虫孳生地的土壤样本94份,利用醋酸钠-抗生素法分离、筛选,共获得苏云金芽孢杆菌9株。镜检可观察到大菱形、小菱形、方形、圆形等四种主要形态的伴胞晶体;采用cryⅠ、cryⅡ、cryⅢ、cryⅤ基因的通用对9株Bt分离菌进行的PCR检测结果表明：9株菌全部含cryⅠ和cryⅤ基因,2株菌含cryⅡ基因,5株菌含cryⅢ基因,而且各菌株均包含2—3个基因型。利用这些菌株对菜青虫进行了室内和室外生物毒力测定,达到了较好的杀虫效果。     

苏云金芽胞杆菌sigK 基因插入失活突变体的特点及其对cry3A基因启动子活性的影响

摘要: 【目的】构建苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt) sigK 基因插入失活突变体,分析突变体特点并明确其对cry3A 基因启动子的影响。【方法】采用同源重组技术在苏云金芽胞杆菌HD-73 菌株sigK 基因中插入卡那霉素抗性基因,构建了sigK 基因插入失活突变体。通过生长曲线测定、扫描电子显微镜观察晶体、芽胞形成情况和芽胞计数及SDS-PAGE 等方法分析了突变体的特点; 构建了遗传恢复菌株对上述性状进行了功能验证; 利用启动子融合lacZ 技术检测了cry3A 基因启动子的转录活性。【结果】获得了苏云金芽胞杆菌HD-73 菌株sigK 基因突变体,生长曲线测定表明,突变体较出发菌株在稳定期后期生长较慢; 扫描电子显微镜观察和芽胞计数分析显示,突变体丧失了形成芽胞和晶体的能力; SDS-PAGE 分析表明突变体中伴胞晶体蛋白的表达量明显低于出发菌株和恢复菌株。利用载体pHT315 携带sigK 基因及其启动子在突变株中表达,所获得的遗传恢复菌株恢复了突变株产生芽胞和晶体的能力; sigK 基因的突变可以提高cry3A 基因启动子在产胞后期的转录活性,对cry3A 启动子指导的Cry 蛋白表达量没有显著影响。【结论】本研究证明sigK 基因为苏云金芽胞杆菌芽胞形成所必需,并影响伴胞晶体蛋白的产量; sigK 基因功能的丧失有利于cry3A 基因启动子在产胞后期的转录。