昆虫病原线虫共生细菌致病机理的研究进展

昆虫病原线虫共生细菌是寄生于昆虫病原线虫肠道内的一种细菌,革兰氏染色呈阴性,属肠杆菌科(Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ)细菌[1]。它包含两个属———嗜线虫致病杆菌属(Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ)和发光杆菌属(Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ),它们分别与斯氏线虫(Ｓｔｅｉｎｅｒｎｅｍａ)和异小杆线虫(Ｈｅｔｅｒｏｒｈａｂｄｉｔｉｓ)共生。这两种线虫由于杀虫能力强,是最有应用潜力的昆虫病原线虫。它们之间的共生关系可以概括为:共生菌存在于线虫的肠道内,线虫携带共生菌进入寄主昆虫体内,并将共生菌释放到昆虫的血腔中;共生菌在昆…     

昆虫病原线虫共生细菌共生性的分子生物学研究进展

嗜线虫致病杆菌属Xenorhabdus和发光杆菌属Photorhabdus细菌隶属肠杆菌科Enterobacteriaceae,对多种害虫致病能力强,分别与斯氏属Steinernema和异小杆属Heterorhabditis昆虫病原线虫互惠共生。该两属共生细菌既存在对昆虫寄主的病原性,又存在与线虫寄主的共生性。共生细菌与其线虫寄主的共生性主要表现以下4方面：（1）细菌产生食物信号诱导滞育不取食的感染期线虫恢复;（2）细菌为线虫生长与繁殖提供营养;（3）细菌能于感染期线虫的肠道定殖与生长;（4）细菌产生杀线虫毒素杀死非共生线虫。本文综述了共生菌以上4方面的共生性及其相关的分子机制。     

昆虫病原线虫共生细菌胞内晶体蛋白的研究进展

初生型发光杆菌属(Photorhabdus)及嗜线虫致病杆菌属(Xenorhabdus)细菌分别与异小杆线虫属(Heterorhabditis)和斯氏线虫属(Steinernema)昆虫病原线虫互惠共生.这类昆虫病原细菌在稳定生长期分别产生两种形态各异的胞内晶体蛋白.本文回顾了这类蛋白的研究历史和最新的研究进展,特别是胞内晶体蛋白的理化性质和生物学功能,同时讨论这种晶体蛋白的研究方法与技术.     

昆虫病原线虫共生菌的分类

昆虫病原线虫共生菌是存在于昆虫病原线虫肠道内的一类细菌 ,属肠杆菌科 (Enterobacteriaceae) ,兼性厌氧 ,包括致病杆菌属 (Xenorhabdus) [1] 和光杆状菌属 (Photorhabdus) [2 ] ,它们分别与斯氏线虫属 (Stein ernema)和异小杆线虫属 (Heterorhabditis)的线虫共生[3] 。在自然界 ,共生菌存在于 3龄侵染期线虫的肠道中[4 ] ,不能从土壤中分离获得 ,是昆虫病原线虫的主要致病因子。昆虫病原线虫共生菌直到 2 0世纪 5 0年代末期才被发现 ,其分类地位也经常发生变动 ,鉴定工作尽管几十年来陆陆续续时有报道 ,但并不十分深入和系统。近年来 ,…     

致病杆菌属和光杆状菌属细菌杀虫毒素蛋白

致病杆菌属和光杆状菌属细菌是一类分别与斯氏线虫属和异小杆属线虫共生的昆虫病原细菌 ,属肠杆菌科 ,此类细菌产生的杀虫毒素蛋白是近年来发现的一类高效、杀虫谱广的新型杀虫蛋白。此类毒素蛋白对多种昆虫具有注射和口服毒性 ,在同一菌株中有多个杀虫基因 ,各杀虫蛋白基因之间具有协同毒力效应 ,杀虫蛋白基因在大肠杆菌和植物中表达的毒素蛋白对多种害虫具有口服毒性。     

嗜线虫致病杆菌血腔毒素Tp40的纯化和特性分析

[目的]嗜线虫致病杆菌是一种昆虫病原线虫共生菌,它能够产生多种杀虫毒素.本研究旨在从嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila HB310菌株的细胞内纯化新的杀虫蛋白毒素,并对其进行基因克隆和序列分析.[方法]应用盐析和制备型非变性凝胶电泳等方法纯化蛋白,再通过对5龄大蜡螟幼虫血腔注射进行活性筛选.对获得的目的蛋白与已知蛋白进行同源分析,克隆出该目的蛋白的基因序列,从而进行相应的基因和氨基酸序列分析.[结果]本研究纯化的Tp40蛋白对大蜡螟LD50为68.54 ng/头,其SDS-PAGE电泳图谱只显示出一条分子量约为42 kDa的多肽.Western印迹分析表明Tp40与已知的Txp40为同源蛋白,并且仅存在于细胞内.编码该蛋白的基因开放读码框全长1107bp(GenBank登录号:EU095326),编码368个氨基酸残基,预测分子量为41.5 kDa,等电点为8.66,与GenBank中的其余13株昆虫病原线虫共生菌所包含的相似基因核苷酸序列及推导的氨基酸序列比较,同源性分别为85%～99%和70%～99%.[结论]Tp40蛋白具有很高的血腔杀虫活性,其基因序列具有较强的保守性,是昆虫病原线虫共生菌复合体杀虫过程中的一种关键因子.     

几种微生物杀虫蛋白基因研究进展

在过去几年中,已经鉴定并克隆出一些新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因和其他类型的微生物杀虫蛋白基因。其中来自嗜虫沙雷氏菌,双酶梭状芽孢杆菌,球形芽孢杆菌,嗜线虫致病杆菌,发光杆菌和金龟子绿僵菌的新型杀虫蛋白基因在抗虫遗传工程中具有良好的应用前景     

Xenorhabdus和Photorhabdus代谢产物体外抗肿瘤活性

用8株昆虫病原线虫共生菌(Xenorhabdus属和Photorhabdus属)的发酵液进行了体外抗肿瘤活性的研究,从中筛选出活性较高的菌株一嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila CB6)。经有机溶剂萃取和硅胶柱层析对嗜线虫致病杆菌发酵液进行进一步分离,得到5个组分。用MTT法测定体外杀肿瘤细胞作用,发现其中2个组分具有抗肿瘤活性。组分3对HepG2、Hela、BGC-823、A-549、K562和HT-29的IC50分别等于3．1μg／ml、8．5μg／ml、2．1μg／ml、3．0μg／ml、4．4μg／ml和1．5μg／ml;组分5对HepG2、Hela、BGC-823、A-549、K562和HT-29的IC50分别等于0．1μg／ml、1．8μg／ml、0．1μg／ml、0．4μg／ml、1．2μg／ml和0．6μg／ml。同时发现抗肿瘤活性组分对正常人肺成纤维细胞MRC-5和正常人肝细胞L-02生长的影响很小。该研究在国内率先报道了嗜线虫致病杆菌发酵液具有较强抗肿瘤活性,为新药物的研制和开发提供了一条崭新的途径。     

嗜线虫致病杆菌的抑菌物质及抑菌活性

嗜线虫致病杆菌北京变种(Xenorhabdus nematophilavar.pekingense)是从北京地区采集的小卷蛾斯氏线虫(Steinernema carpocapsae)肠道内分离的共生细菌,具有自主知识产权,分离纯化出其发酵代谢物中的抗菌物质,进行抗菌活性测定,对研究该菌的抑菌机理以及开发利用具有重要意义。本文从该菌株代谢物中分离获得的抗菌物质经紫外光谱、红外光谱、核磁共振、高分辨质谱以及理化性质分析,鉴定为Xenocoumacin 1。用平板含毒培养基法测定了该物质对12种植物病原真菌的抑菌活性,研究表明,分离的活性物质具有较强的抑制活性,浓度在10μg/mL时,对黄瓜疫霉病菌、苎麻疫霉病菌、辣椒疫霉病菌,西葫芦灰霉病菌,苹果斑点落叶病菌的菌丝抑制率为100%。对草莓疫病病菌、苹果腐烂病菌、苹果褐斑病菌、蕃茄灰霉病菌、苹果轮纹病菌抑制率分别为86.8%、79.4%、79.5%、62.6%、53.6%;对其中6种真菌的EC50为0.25~4.17μg/mL,该物质对疫霉属真菌抑制作用最强,并能引起番茄晚疫病菌的菌丝生长畸形,原生质外溢。本文对开发新型生物杀菌剂的研究奠定了基础。     

一株高毒力致病杆菌CB6的鉴定

从北京郊区果园采集的小卷蛾斯氏线虫（Steinernema carpocapsae）肠道内分离到一株具有较强杀虫和抑菌活性的致病杆菌菌株CB6。形态特征及生理生化特征测定结果表明,CB6菌株与致病杆菌属（Xenorhabdus）中的嗜线虫致病杆菌（X. nematophila）种的特征基本一致。测定了该菌株的16S rRNA序列并根据16S rRNA序列构建了系统发育树;在系统发育树中,CB6菌株与嗜线虫致病杆菌其他4个菌株形成一个类群,序列同源性大于99%。但CB6菌株的酪氨酸酶、脂酶（蛋黄）的产生、核糖产酸等生化特征与嗜线虫致病杆菌种内的其他菌株存在一定的差异,且具有更强的杀虫和抑菌活性。因此认为CB6菌株是嗜线虫致病杆菌的一个变种,命名为嗜线虫致病杆菌北京变种（X. nematophila var. pekingensis）。