土壤中对甲虫有活性苏云金芽胞杆菌的筛选

近几年来,甲虫已成为十字花科蔬菜的头号害虫。本文采集了湖北省各地区192份土壤样品,分离到苏云金芽胞杆菌(简称Bt)菌株74株,以甲虫代表——黄粉虫为靶标昆虫筛选了15株典型Bt,得到一株对甲虫有活性的Bt L1;生物测定该菌的半致死浓度(LC50)为221.20μg·g-1;聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示L1至少具有3个杀虫晶体蛋白;PCR扩增杀虫晶体蛋白基因,测序发现Bt L1中含有cry1Ac,cry1Aa,cry1Ia基因,推测Bt L1中对甲虫活性的杀虫晶体蛋白基因为cry1Ia。     

转Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白对土壤生态安全的影响

随着转Bt基因抗虫作物的大面积推广种植,其环境安全性问题日益引起关注。转Bt基因作物在生长期内持续不断地向环境释放杀虫晶体蛋白,这些杀虫晶体蛋白积累一旦超过了昆虫的消耗及环境因子对其的钝化,就可能对非靶标昆虫或土壤微生物造成伤害。转Bt基因作物向土壤中释放杀虫晶体蛋白的途径主要有3种:根系分泌、花粉飘落和秸秆还田。释放到土壤中的Bt杀虫晶体蛋白能够迅速被土壤活性颗粒吸附,1～3 h就能达到吸附平衡。吸附态Bt杀虫晶体蛋白不易被土壤微生物或酶降解,导致杀虫活性持续时间显著延长。土壤微生物种群变化是衡量Bt作物对土壤生态影响的重要指标。研究表明,Bt作物根系分泌物或Bt生物体降解释放的杀虫晶体蛋白对于土壤蚯蚓、线虫、原生动物、细菌和真菌没有毒性,但可使丛枝菌根真菌(AMF)菌丝长度减小,不能形成侵染单元。Bt杀虫晶体蛋白对土壤酶活性的影响程度依这类蛋白的导入方式或Bt作物生育期的不同而呈现差异。土壤中Bt Cry1Ab蛋白能被部分后茬作物吸收,但不同的商品试剂盒检测结果存在差异。文章综述了Bt杀虫晶体蛋白在土壤中释放、吸附、残留特性及其对土壤动物、土壤微生物、土壤酶活性和后茬作物的影响,旨在为转Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白的土壤生态安全评价提供参考依据。     

Bt杀虫晶体蛋白基因及其转基因育种研究进展

本文简要介绍了Bt杀虫晶体蛋白及其编码基因,以及目前通过基因工程方法获得的转Bt杀虫晶体蛋白基因植物,着重分析和探讨了目前转Bt杀虫晶体蛋白基因植物及转基因育种研究中存在的一些问题,并就这些问题及合理持续利用Bt杀虫晶体蛋白提出了一些见解。     

肠道菌对苏云金芽胞杆菌杀虫活性的研究

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)在生长发育过程中伴随芽胞的形成高效表达对昆虫具有特异毒性的杀虫晶体蛋白,从而被广泛应用于害虫防治上。有关Bt的杀虫机制,近年来有学者提出了肠道菌模型,认为肠道菌在Bt发挥杀虫活性中是必须的,也有人提出相反的观点。以棉铃虫作为供试昆虫,利用Cry1Ac10晶体蛋白研究了棉铃虫肠道菌在Bt杀虫过程中所发挥的功能。结果发现,在棉铃虫中肠道菌并非Bt杀虫所必需,并且在肠道菌存在的情况下,Bt杀虫活性反而明显降低,通过肠道菌回接试验发现5号肠道菌对棉铃虫的保护作用最为明显。     

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.     

利用突变技术研究苏云金杆菌杀虫晶体蛋白的进展

本文综述了近年来利用突变技术研究苏云金杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白(Insecticidalcrystalproteins,ICP)杀虫作用机制所取得的进展。其中结构域Ⅰ参与不可逆结合及影响离子通道的形成;结构域Ⅱ参与与受体的结合,包括可逆结合和不可逆结合;结构域Ⅲ保持三维结构稳定,同时可能参与结合受体的过程,插膜以及离子通道调节。利用突变技术改变Bt杀虫晶体蛋白一级结构是Bt改良的一条诱人途径 。     

转Bt基因玉米的生态安全性研究进展

随着转基因作物的应用和推广 ,转 Bt基因作物释放后对生态环境及其它方面产生的潜在影响越来越受到重视。分别从生物活性杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性、杀虫晶体蛋白对土壤中非目标生物的影响、转 Bt基因玉米植株体成分的变化、转Bt基因玉米花粉中杀虫晶体蛋白的表达特性及其在田间和马力筋叶片上的散积状况、花粉中表达的杀虫晶体蛋白对君主斑蝶的毒性、君主斑蝶幼虫暴露在 Bt花粉中的概率及综合风险评价估算等方面对转 Bt基因玉米产生的杀虫晶体蛋白与土壤生态环境的相互作用、花粉对非目标生物影响的研究现状进行了综述。通过对转 Bt基因作物生态安全性的科学评价和广泛宣传 ,以确保生物技术的健康发展。     

转Bt基因棉花杀虫晶体蛋白的表达及光合特性的研究

转Bt基因棉花(GK、ZK)及非Bt基因棉花(CZ)杀虫晶体蛋白表达及光合特性的研究表明,杀虫晶体蛋白在转Bt基因棉花GK与ZK中的表达总量及在各器官中的分配均有所不同．转Bt基因棉花叶片的净光合速率的光响应与常规棉有所不同．转Bt基因棉花GK与ZK叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率的日变化有明显的不同,而胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、叶温的日变化趋势则基本一致．胞间二氧化碳浓度的日平均值在两转Bt基因棉花间的差异达显著水平,而其它各指标在不同处理间的差异均未达显著．     

利用突变技术研究苏云金杆菌杀虫晶体蛋白的进展

本文综述了近年来利用突变技术研究苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白（Insecticidal crystal proteins,ICP)杀虫作用机制所取得的进展。其中结构域Ⅰ参与不可逆结合及影响离子通道的形成;结构域Ⅱ参与与受体的结合,包括可逆结合和不可逆结合;结构域Ⅲ保持三维结构稳定,同时可能参与结合受体的过程,插膜以及离子通道调节。利用突变技术改变Bt杀虫晶体蛋白一级结构是Bt改良的一条诱人途径。     

苏云金杆菌营养期杀虫蛋白的研究

营养期杀虫蛋白 (vegetativeinsecticidalproteins ,VIPs)是苏云金杆菌 (Bacillusthuringiensis,Bt)在对数生长中期分泌的一类新型杀虫毒蛋白。VIPs主要分为VIP1、VIP2和VIP3三种。VIP1和VIP2构成二元毒素 ,对鞘翅目叶甲科的昆虫具有杀虫特异性 ;而VIP3对鳞翅目昆虫具有较广谱的杀虫活性。VIP1和VIP2的杀虫作用机理还不清楚 ;VIP3通过诱发细胞凋亡 ,最终导致昆虫死亡 ,这种作用机理与Bt杀虫晶体蛋白的作用机理完全不同 ,这为筛选新的杀虫活性物质提供了新的思路。vip基因现已被应用于转基因杀虫植物的构建 ,得到高效抗虫的多价转基因玉米。此外 ,VIPs嵌合蛋白的构建、vip及其融合基因导入其它许多宿主微生物等方面的研究也具有诱人的潜在应用前景。     

苏云金芽孢杆菌双组份信号转导系统的生物信息学分析

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)能产生杀虫晶体蛋白等多种活性成分,是目前应用最广泛的微生物杀虫剂。本文采用生物信息学方法,系统分析了由本实验室完成全基因组测序的苏云金芽孢杆菌YBT-1520、CT-43和BMB171 3个菌株的双组分信号转导系统(Two-componentsignal transduction system,TCS)的分布、结构及功能,并初步构建了部分TCS的调控网络关系图。本研究旨在为深入研究苏云金芽孢杆菌的生长、代谢以及毒力因子的表达与调控,全面了解伴孢晶体的形成机制开辟新的研究方向。     

Characterization of melanin produced by a wild-type strain of Bacillus cereus

Bacillus cereus 58 (Bc58)is a UV-resistant wild type strain that has an ability to produce a sorrel pigment induced by L-tyrosine.The Fourier-transform infrared (FT-IR)spectra and chemical tests of its pigment are similar to that of the standard melanin (Sigma).A bioassay shows that the LC50 of a Bacillus thuringiensis (Bt)formulation added with the melanin of Bc58 and exposed to UV for 5 h is 16.1 μg/ml,which is similar to that of the Bt formulation without UV treatment,however,it is almost double that of the Bt formulation exposed to UV without the melanin of Bc58.The result of SDS-PAGE indicates that the melanin of Bc58 can protect the insecticidal crystal proteins from degradation.This suggests that it is an excellent UV protective agent for the insecticidal crystal proteins of the Bt formulation.     

Analysis of opportunities and challenges in patenting of Bacillus thuringiensis insecticidal crystal protein genes

Bacillus thuringiensis (Bt) is the most widely used microbial control agent. The broad spectrum of susceptible hosts, production on artificial media and ease of application has caused the widespread use of this bacterium against several pests in agriculture, forest and vectors of human diseases. B.thuringiensis toxins are highly species specific which provide economic, environmental benefits, potential for future control and spread of the technology worldwide. This makes the B. thuringiensis crystal proteins an interesting tool for the implementation in integrated pest management programs. It has gained importance over the last 100 years for its biocontrol properties which is used in this review as a case study and analysis of the patents granted on B. thuringiensis was carried out. This study categorizes a number of patents related to B.thuringiensis insecticidal crystal proteins, application of B.thuringiensis insecticidal crystal proteins and the development of patentable technologies. The analyses were done using various criteria like patenting trends over the years, assignees playing a major role, comparison of the technology used in different patents and the patenting activity across the insect orders. Patent documents related to bacterium B.thuringiensis contain a trove of technical and commercial information and thus, patent analysis is considered as a useful tool for R management and techno economical development. Patent analysis also helps identifying and evaluating new and alternate technologies, keeping abreast with latest technologies for business interests, finding solutions to technical problems and ideas for new innovative trends.     

特异性杀虫基因Bt cry3A在桑粒肩天牛幼虫两种肠道常驻内生菌中的转化和表达

[目的]将特异性杀虫毒蛋白基因Bt cry3A转入桑粒肩天牛(Apriona germari Hope,Ag)幼虫肠道常驻内生菌中,构建能在天牛幼虫肠道中定殖并表达特异性杀虫基因Bt cry3A的工程菌.[方法]以传统方法和16S rDNA分子生物学分析等方法分离、鉴定Ag幼虫肠道优势的常驻内生菌,从中筛选出适合转化的候选菌株.利用电转化技术将含有对鞘翅目昆虫具专一性毒力Bt cry3A基因的Escherichia coli-Bacillus thuringiensis穿梭表达质粒pHT305a和pHT7911分别转入Ag幼虫肠道常驻内生菌短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis Ag12,Ag12)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis Ag13,Ag13)中.[结果]从Ag幼虫肠道共分离获得18个不同种的可培养细菌菌株,并从中选取菌株Ag12和Ag13作为出发菌株转入Bt cry3A基因.经质粒稳定性试验、转化子生长特性测试、伴胞晶体电镜检测、毒蛋白SDS-PAGE分析、工程菌定殖性分析以及生物毒力测试,结果显示cry3A基因已经成功转入Ag幼虫的常驻内生菌短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中,并且工程菌Ag12-305a、Ag13-305a、Ag 12-7911和Ag13-7911都能在天牛幼虫肠道内稳定生长、繁殖并表达分子量约65kDa的伴孢晶体杀虫蛋白Cry3A.[结论]Bt cry3A基因已成功转入桑粒肩天牛幼虫肠道优势常驻内生菌中,获得了四株能在桑粒肩天牛幼虫肠道内定殖,并能表达目的杀虫基因Btcry3A的转基因工程菌.     

昆虫类钙粘蛋白与Bt Cry1A蛋白之间的相互作用

类钙粘蛋白(cadherin-likeprotein)位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡(brushbordermembranevesicles,BBMV)上,是苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)产生的杀虫晶体蛋白(BtCry蛋白)的主要受体之一。它能够与BtCry蛋白结合,引起细胞膜的渗透性发生改变,促进BtCry蛋白对敏感昆虫的毒杀作用。类钙粘蛋白基因的突变还能导致敏感昆虫对BtCry蛋白产生抗性。因此,研究昆虫类钙粘蛋白与BtCry蛋白之间的相互作用,将有助于揭示BtCry蛋白杀虫作用机理。文章对昆虫类钙粘蛋白种类、结构特征、在昆虫体内的分布、及其与BtCry蛋白之间的相互作用等方面的研究现状进行详细论述。     

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。     

苏云金芽孢杆菌vip3A基因的检测及保守性分析

Vip3A蛋白是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)在营养期分泌的一类新型杀虫蛋白。用PCR方法从114个Bl菌株和41个Bl标准菌株中筛选到39株即约25％的菌株含有vip3A基因。利用所制备的Vip3A蛋白的多克隆抗体对以上含有vip3A基因的Bt菌株进行Western印迹分析,发现多数PCR反应为阳性的菌株都产生89kD大小的蛋白,其中有4株没有Vip3A蛋白的表达。从以上菌株中挑选2个对夜蛾科害虫具有较高和较低毒力的菌株,即S101和6ll,并分别进行vip3A基因的克隆和测序,再与GenBank上所登录的其它6个全长vip3A基因和2个已报道的但未登录GenBank的vip3A基因进行核苷酸和氨基酸序列比较,结果表明,vip3A是一个极其保守的基因。将以上所克隆的2个却3A基因即vip3A—S101和vip3A-611分别插入表达载体pQE30构建了表达质粒pOTP-S101和pOTP-6ll,转化到大肠杆菌M15,经lmmol／L IPTG诱导后均表达89kD大小的Vip3A蛋白。蛋白可溶性试验表明,Vip3A-S101和Vip3A-611分别有48％和35％的蛋白是可溶的。将Vip3A-S101和Vip3A-6ll蛋白和已报道的Vip3A—S184蛋白对初孵斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫进行生物测定,结果表明,3个Vip3A蛋白对斜纹夜蛾幼虫毒力没有显著性差异,这说明了Vip3A个别氨基酸的变化对蛋白的杀虫活性没有影响。