海南岛热带雨林区芽孢杆菌收集及Bt菌鉴定

本研究系统地对海南岛热带雨林自然保护区进行了土壤样品的采集、芽孢杆菌的分离收集和Bt菌株的鉴定.从尖峰岭热带雨林区、五指山热带雨林区、吊罗山热带雨林区、霸王岭热带雨林区总共采集了土壤样品1 882份,采用醋酸钠培养基结合高温方法分离出芽孢杆菌3 924份,鉴定出Bt分离株158份,Bt菌株的分离率和出菌率分别为4.03%和8.40%.结果分析表明,海南岛热带雨林区芽孢杆菌及Bt菌株分布对环境和生态表现出一定的规律性,一般海拔900 m至1 400 m的Bt菌株含量高、植被覆盖率高,土壤腐殖质含量高的热带沟谷雨林带Bt菌株含量最高.显微观察发现,获得的Bt菌株其伴胞晶体有菱形、球形、方形、椭球形、不定性等多种形状.利用SDS-PAGE方法对获得的Bt分离株进行了伴胞晶体进行分析,发现伴胞晶体的分子量有20 kD到150 kD不等.进一步利用PCR-RFLP技术对Bt分离株进行了cry基因型的分析,初步发现这些Bt菌株含有cry1、cry3、cry4、cry6、cry30、cry40等基因型.我们还利用鳞翅目昆虫小菜蛾和鞘翅目昆虫椰心叶甲进行部分Bt分离株的生物测定,初步结果显示本研究鉴定出的Bt分离株具有不同的抗虫靶标,对同一靶标昆虫也表现出不同的杀虫活性.整体而言,本研究结果显示出海南岛热带热带雨林自然保护区因其独特的热带地理生境、自然的生物演化系统,使得热带雨林区蕴藏了Bt菌株资源多样化,值得期待挖掘出一些新的菌株和新的基因资源.     

苏云金芽胞杆菌4.0718菌株中杀虫晶体蛋白基因的定位及鉴定

[目的]对苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)4.0718菌株中的杀虫晶体蛋白基因(insecticidal crystal protein gene,简称cry基因)进行定位和鉴定,系统分析高毒力Bt4.0718菌株的杀虫基因背景.[方法]采用脉冲电泳(PFGE)分离Bt 4.0718菌株的基因组DNA,确定该菌株的PFGE图谱和质粒图谱;采用Southern杂交分析该菌株中cry基因的定位,并使用PCR及PCR产物限制性片段长度多态性分析(PCR-RFLP)方法鉴定该菌株染色体和质粒上含有的cry基因类型.[结果]确定了Bt 4.0718菌株的PFGE图谱和质粒图潜,鉴定到Bt4.0718菌株的染色体和质粒上均定位有cry基因,且分别包含crylAa、crylAc、cry2Aa和cry2Ab 4种基因成分.但染色体上含有的cry基因可能不如质粒上含有的cry基因具有完整的开放阅渎框.[结论]首次在Bt 4.0718菌株的染色体上发现有丰富的cry基因,且与质粒上含有的cry基因类型一致.     

苏云金芽胞杆菌V4菌株cry杀虫基因的鉴定、表达及杀虫活性分析

旨在给生物防治提供更多的基因资源,以从本实验室分离的300株苏云金芽胞杆菌基因组为模板,利用cry1类全长通用引物进行PCR cry1类基因鉴定。经过PCR-RFLP鉴定出菌株V4含有cry1Ea基因,进一步研究发现该菌株还含有cry2Aa基因,并成功克隆到了这两个新基因,被Bt国际命名委员会正式命名为cry1Ea12和cry2Aa16。将两种基因在大肠杆菌Rosetta(DE3)中表达,表达蛋白进行杀虫活性测定,结果表明两种蛋白杀虫活性不理想,但对试虫存在明显的体重抑制,而V4菌株蛋白具有较高的杀虫活性。     

海南岛中南部热带雨林杀秀丽隐杆线虫Bt菌株筛选

植物寄生线虫对全世界的农作物造成了严重破坏并且难以防治,迫切需要开发高效并对环境友好的生物防治策略.本研究从海南中南部的尖峰岭、五指山、大里山、鹦哥岭热带雨林共采集1613份土壤样品,筛选分离出芽孢杆菌4399份,鉴定出Bt分离株224株,Bt菌株的分离率为5.09％.以模式生物秀丽隐杆线虫作为生物测定的靶标,筛选鉴定6株Bt菌株芽孢期蛋白对秀丽隐杆线虫有较好的杀虫活性.本研究在国内是首次对海南岛热带雨林杀线虫细菌资源进行调查,获得的杀线虫Bt菌株将来有可能进一步应用于植物线虫的生物防治.     

苏云金芽胞杆菌的鉴定及对椰子织蛾的致死作用

【背景】利用采集到的样品分离出苏云金芽胞杆菌菌株,针对椰子织蛾幼虫进行室内生物活性测定,以期获得对椰子织蛾幼虫具有高毒力菌株,并为椰子织蛾的生物防控提供理论和技术依据,同时为转Bt基因作物提供新的基因资源。【方法】在海南岛椰子织蛾潜在分布区采集样品,利用温度法筛选苏云金芽胞杆菌并进行形态学和分子生物学鉴定,采用浸叶法进行Bt菌株对椰子织蛾幼虫的生物活性测定。【结果】海南省保亭县土壤样品中筛选出8株菌株,电子显微镜下观察到该批菌株含有菱形、球形、方形晶体;通过分子生物学鉴定明确了6株菌株含有cry基因,2株没有鉴定出cry基因;利用相同浓度菌悬液对椰子织蛾幼虫进行了生物活性测定,结果表明,50μg·m L-1的BAT10菌株杀虫晶体蛋白对椰子织蛾幼虫的致死率达100%,同样浓度的29-15-4与BAT20菌株杀虫晶体蛋白对椰子织蛾幼虫的致死率超过80%,其余5株Bt的杀虫晶体蛋白致死率较低,致死率小于50%。【结论与意义】本试验筛选出1株高毒力菌株和2株效果较好的Bt菌株,可应用于椰子织蛾的生物防控。     

Bt新菌株资源的采集与鉴定

【目的】寻找对致倦库蚊高效的苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀蚊菌株新资源。【方法】从福建省的武夷山自然保护区、建阳、建瓯、浦城等多个地区采集土壤样品,采用热处理法从土壤中分离Bt菌株,并测定其对致倦库蚊活性的效果。【结果】从125份土壤样品中分离出71株Bt菌株,经生物测定得到4株对致倦库蚊有效菌株(QQ13、QQ42、QQ66和QQ92)。其中,QQ66和QQ92有较高的毒性,均有几丁质酶基因,没有检测到cry1、cry1Ⅰ、cry2、cry4、cry5、cry6、cry7、cry8、cry9、cry10和cry11基因,在75～100 ku处各有一条杀虫晶体蛋白条带。【结论】采集和鉴定到的Bt新菌株资源将对致倦库蚊的生物防治起到促进作用。     

31株苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因型鉴定及表达产物研究

利用已建立的苏云金芽孢杆菌cry基因的PCRRFLP鉴定体系,鉴定了31株Bt菌株的cry基因类型,并进行了SDSPAGE分析和杀虫生物活性测定。研究表明：25株含cry1基因,表达蛋白130～150kD;其中16株含有对鞘翅目和鳞翅目害虫皆有活性的cry1I基因,其表达蛋白为81kD;15株同时含有cry1和cry2基因(13株表达蛋白约为60kD);10株含有未知待定基因;6株不含所鉴定的cry基因(其中2株有表达产物)。室内生物测定表明：cry1、cry2基因表达的菌株对鳞翅目害虫具有高杀虫活性,7株对舞毒蛾和膜翅目——杨叶蜂幼虫具有较高杀虫活性;含有cry1Aa\,cry1Ac\,cry2或cry1Ab\,cry1Ac\,cry2基因组合的菌株对棉铃虫幼虫均显示杀虫活性,其中6、12、30号菌株毒力最强。不含上述cry基因的菌株均无杀虫活性。以上结果证明,通过cry基因类型鉴定和表达产物的SDSPAGE分析可以预测菌株的杀虫活性。     

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6618杀虫菌株的分离和鉴定

从我国不同地区采集118份土样,利用温度筛选法分离获得一株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)6618,镜检观察发现该菌株能产生典型的菱形晶体,PCR分析表明其含有cry1类杀虫基因。采用SDS-PAGE和质谱分析发现该菌株主要产生130 k D原毒素,其组分由Cry1Ae和Cry1Ac原毒素组成。基因序列分析表明该菌株的cry1Ac基因为已知的cry1Ac1,而cry1Ae为新型杀虫基因。毒力生测表明该菌株对棉铃虫(Helicoverpa armigera)幼虫具有显著的杀虫效果。筛选获得的高毒力Bt菌株6618为丰富我国苏云金芽胞杆菌储备和研发新型高效生物杀虫剂提供了菌株资源。     

苏云金芽孢杆菌S1478-1分离株的特性鉴定及cry1Ac同源基因克隆

本研究对从海南岛尖峰岭热带雨林自然保护区的土壤样品中分离出的Bt菌株S1478-1进行了特性鉴定,研究表明S1478-1分离株菌落形态和生长特征和Bt参照菌株HD73极其相似.16S rDNA序列分析表明,S1478-1分离株与其它B.thuringiensis、B.cereus和B.anthracis的16S rDNA序列相似性达到99%.分离株能产菱形伴胞晶体,SDS-PAGE蛋白电泳分析表明,菌株在生长后期,形成芽孢同时分泌130 kD大小的晶体蛋白.生物测定表明S1478-1分离株对小菜蛾具有很高的毒杀活性,LC50卯值高达5.159 ×108cfu/mL.初步显示S1478-1分离株可作为防治鳞翅目害虫的生物农药菌株.利用PCR-RFLP方法鉴定S1478-1分离株含有cry1Ac同源基因,以PCR粘性端克隆方法扩增全长基因,序列测定表明该基因ORF为3 537bp,编码1178个氨基酸,推定的编码蛋白分子量为133.3 kD,与其它cry1Ac基因序列最高达到99%同源,因此,该基因可作为杀虫工程菌及培育转基因抗虫作物的候选基因.