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.     

广西大王岭和大明山自然保护区苏云金芽孢杆菌收集与鉴定

从广西大王岭和大明山两个自然保护区共采集到土样264份,共分离出597株芽孢杆菌,通过光学和电子显微镜检观察,16株分离株观察到伴胞晶体蛋白,初步确定为苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt),出菌率为6.06%.在16株Bt分离株中,有4株在芽孢形成过程中能产菱形晶体蛋白,其余12株能产圆形和其他形状的晶体蛋白.利用PCR-RFLP方法和SDS-PAGE方法对16株Bt分离菌进行了蛋白和基因型的鉴定,结果表明,16株分离株中含有4株cry1Ac基因,表达约130 kD的晶体蛋白,其中含有cry30基因和cry40基因的菌株分别1株和3株,表达大约75 kD的晶体蛋白;另外8株Bt菌株表达蛋白大小不一,其基因型尚不能确定,有待进一步分析.生物测定表明,产菱形晶体含有cry1Ac基因的4株Bt分离株对鳞翅目小菜夜蛾幼虫有很强的毒杀活性,而其它分离株对小菜夜蛾没有毒杀活性.     

来自海南等地的17个Bt分离株质粒多样性分析

本研究采用琼脂糖凝胶电泳对分离白海南岛的12个Bt菌株与分离自广西、黑龙江的5株Bt菌株及2株Bt模式菌株进行质粒数量、大小等特征分析.19个供试菌株可区分为16种独特的质粒电泳图谱,充分显示出不同来源bt菌株的质粒多样性.进一步选择了其中的10个菌株,利用包埋法制备琼脂块进行脉冲场凝胶电泳(PFGE),结果表明苏云金芽孢杆菌大质粒组成特征也具有丰富多样性.但是供试菌株的质粒电泳图谱并未体现与地理和生态特征相关联的特征差异.研究结果初步证实海南分离株S3078-1是一株无内生质粒的Bt菌株,而S3031-1和S3073-1两个分离株仅有一个大质粒存在,这三个分离株将为进一步研究质粒功能提供初始菌株.本研究进一步暗示将琼脂糖凝胶电泳和脉冲场凝胶电泳结合起来研究质粒特征提高了结果的可靠性.     

宏基因组测序分析东寨港红树林淤泥和水体微生物的多样性

为深入了解海南东寨港红树林生态系统微生物多样性及其在氮、磷、硫等代谢循环中的功能特点,本研究采用宏基因组测序,从物种注释与丰度、群落功能及多样性指数等角度,分析红树林淤泥和水体生境中微生物群落结构及生态功能的特异性。结果显示,在淤泥中检测到53个门、909个属的微生物类群,有3个占比超过1%的优势门类,其中变形杆菌门为83.78%,处于绝对优势,其下的12个优势属全部来自变形杆菌门;不动杆菌属是聚磷微生物的主要类群,其在淤泥中含量是水体的107.7倍,硫氧化单胞菌属、脱硫杆菌属是硫化物代谢的主要菌属,主要存在于淤泥生境当中。在水体中检测到64个门、1 522个属,包括13个优势门类、7个优势属;Nitrospinae和硝化螺旋菌门是亚硝酸盐氧化代谢的关键类群,两者在水体中占比分别是淤泥中的28.1倍和6.8倍。多样性评估得知,水体样品中的Shannon Wiener指数和Simpson指数均高于淤泥样品,两样品在属分类学单元上的Simpson指数趋近于1,表明红树林生态系统具有非常高的微生物多样性,水体生境的微生物多样性高于淤泥;亚硝酸盐的微生物代谢循环主要发生在水体生境中,微生物对磷的富集作用和硫化合物的氧化还原代谢主要发生在淤泥生境中。本研究有助于认识东寨港红树林湿地生境中的微生物资源状况,为保护红树林生态系统和开发利用其中的微生物资源提供依据。     

苏云金芽孢杆菌基因组研究概况

迄今为止,全球已有2个Bt株菌株完成了全基因组测序,1个Bt菌株正在拼接中,15个Bt菌株正在进行测序中.已有22个Bt质粒完成了全序列测定.Bt是作为生物农药使用最广泛的微生物菌株,也是最为成功地将其杀虫晶体蛋白基因应用于植物转基因的微生物.在基因组进化、新基因发现、基因表达调控等方面一直是科学家研究的热点,并取得了相当多的成果.本文概述了苏云金芽孢杆菌基因组测序现状、基因组特征及比较基因学等方面的研究进展.     

海南五指山热带雨林区Bt菌株的分离及其新型cry基因鉴定

五指山原始热带雨林区位于海南岛中部,是海南岛地区面积最大的热带原始雨林。我们依据不同的海拔高度对五指山原始雨林区进行了系统的取样,共采集了234份土壤样品,采用醋酸钠-高温处理的方法分离出各类产芽孢杆菌886株,并通过显微镜观察鉴定出产伴胞晶体蛋白的Bt菌株21株,其Bt菌株分离率为2.3%。为了进一步挖掘五指山丰富的Bt杀虫基因资源,还利用PCR方法结合测序技术对21株Bt分离株的cry基因进行了鉴定,鉴定结果显示cry1、cry4、cry39、cry40、cry31和cry46等基因型存在,表明五指山热带Bt菌株含有丰富cry基因资源,这将为为进一步开展Bt杀虫基因的分离克隆打下基础。     

黑龙江凉水自然保护区苏云金芽孢杆菌的收集与鉴定

估,实验结果表明东北森林地区具有丰富多样的Bt菌株和杀虫基因资源.     

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.