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。     

几种苏芸金杆菌晶体的毒力及形态结构

研究了苏芸金杆菌(Bacillus thurin&itntis)6个变种的7个菌株的提纯晶体对家蚕(Bombyx mori)和棉铃虫(Heliothis armigera)的毒力及其在电镜下的形态与结构。证明7种晶体对两种昆虫的毒力大小有不同的顺序。方形晶体和具镶嵌形的菱形晶体对两种昆虫皆有较高毒力,细小菱形晶体的毒力皆很低,不规则的颗粒状晶体和六角彤晶体不显示毒性或仅具很低毒件。不同晶体的表面结构亦有差异。并证明方形晶体和两种具镶嵌型构造的菱形晶体易受超声波破坏,小菱形及其它两种非菱形晶体对超声波有较大抗性。认为苏芸金杆菌晶体的形态结构及其对超声波的抗性与它们对鳞翅目昆虫的毒力之间有一定关系。     

土壤来源苏云金芽孢杆菌的形态、δ-内毒蛋白质及其毒力特性

在透射和扫描电镜下观察了土壤来源的94株苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的菌体、鞭毛、芽孢及伴孢晶体的形态。以快速SDS—PAGE法分析了全部菌株δ-内毒素的蛋白质成分。用鳞翅目、鞘翅且及双翅目的9种昆虫进行了毒力试验。筛选出了数株杀鞘翅目和杀夜蛾科害虫的高效菌。发现了一些新型伴孢晶体,其形态和蛋白质成分均未报道过。     

中国Btken-Ag的特性及其杀虫毒肽的研究

苏芸金芽孢杆菌肯尼亚亚种Ag株(Bacillus thuringiensis serovar.kenyae strainAg,以下简称为Btken-Ag)是血清型H4a-4c中对棉铃虫、粘虫等多种夜蛾科害虫具有高毒力的优良品系,经生理生化、H抗原、酯酶谱、抗生谱和质粒谱等性状比较分析,与标准株肯尼亚亚种023大体相同,但其质粒谱及伴孢晶体多肽组分与023明显有别.该菌株伴孢晶体多形,其主要杀虫成分为61000多肽,经ELISA同源分析,此毒肽与同血清型中的023、7501晶体蛋白高度同源,与商品生产株H3a-3b—HD-1株部分同源,与对蚊虫高效的H14-1897及球形芽孢杆菌Ts-1无同源性.此外,对H4中10株相关株、H7-5、HD-1及1897共13株进行了对棉铃虫、粘虫及蚊虫的杀虫毒力比较测定,其中Btken-Ag的优选株H4-1及b1-4对棉铃虫的毒力高于023株及HD-1株.     

苏云金杆菌Z113菌株伴孢晶体特性及其杀虫活性

本文研究了苏云金芽孢杆菌Z113菌株在发酵过程中形成的伴孢晶体的形态及毒素蛋白的杀虫活性 ,并考察了该菌株的发育状况、OD值、pH值及不同发育时期毒素蛋白和杀虫活性的变化 ,确定了Z113菌株杀虫毒力与晶体蛋白之间的关系。     

对蚊的高毒效菌株187的研究

对湖北省医学科学院疟疾室筛选的对蚊具有高毒效的菌株187的生物学特性和毒性进行了研究。此菌株的血清型、酯酶型和主要生化反应与参考菌株苏芸金杆菌以色列变种(Bacrillusthuringiensis var. israelensis)1897菌株相同,但在菌体大小、鞭毛、繖毛、运动性、菌落特征、晶体形态和生化特性等方面又有差异。因此认为此菌株属于苏芸金杆菌H。型的一个新品系。其菌披对白纹伊蚊,致乏库蚊和中华按蚊的毒力分别是1897菌株的3．32、2．82和2.48倍,晶体的毒力则分别为1897菌株的4．0·、7．03和1．28倍。     

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。     

苏云金杆菌伴孢晶体的蛋白质和抗蛋白酶多肽及其毒力特性

以SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了19种苏云金杆菌伴孢晶体的蛋白质和抗胰蛋白酶多肽。以鳞翅目的家蚕和双翅目的致倦库蚊进行了毒力测定。根据蛋白质和抗酶多肽的特性,19种晶体可分为7个类型。晶体蛋白质的组成、溶解特性及抗酶多肽的性质与其对两种昆虫的毒力特性密切相关。含分子量为130—138 kD(千道尔顿)或130—138 kD及60一65kD蛋白质,抗蛋白酶多肽(PRP)为68—75kD的晶体,对家蚕高毒,但绝大部分对库蚊无毒或微毒。含3种以上蛋白质(15一138kD),抗酶多肽为35—65kD的晶体,对库蚊有强烈毒性,对家蚕则无毒。缺少135kD蛋白质的两种晶体对家蚕低毒。HD一282和L—14晶体的P1蛋白质中同时含有杀鳞翅目和杀蚊毒素。讨论了伴孢晶体的蛋白质结构及结构与毒力之间的关系、晶体蛋白质及毒性肽的性质在菌株定向筛选和遗传工程研究中的意义。     

利用X-衍射法测定农药助剂对苏云金杆菌LB-2菌株晶体蛋白质立体结构的影响

运用X-射线衍射法研究几种化学物质及保存温度对苏云金杆菌LB-2菌株伴孢晶体的影响,测得晶体结构变化与经生物测定得到的毒力之间有较好的相关性。     

化学物质和保存条件对苏云金芽孢杆菌δ-内毒素的影响

研究了几种化学物质及保存温度与时间对几种苏云金杆菌δ-内毒素的毒力和晶体蛋白质的影响。结果表明,在所用浓度范围内,农乳600、二甲苯及氯氰菊酯对δ-内毒素的毒力有不同程度的影响。三种化学物质分别与伴孢晶体的混合物,室温下存放5个月或1年,其毒力有较明显到大幅度的下降。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,室温下存放6个月,各化学物质处理的晶体蛋白质被轻微、明显或完全降解。蒸馏水中的伴孢晶体,室温或-20℃下存放,毒力下降较缓慢,晶体蛋白质的降解程度亦较低。不同变种的δ-内毒素蛋白质的稳定性有差别。讨论了上述     

中国苏云金芽孢杆菌的分布与cry基因的多样性

采集全中国27个省、自治区及4个直辖市昆虫孳生地粉尘、土壤等样品1080份,在其中的406份中分离到苏云金芽孢杆菌965株.镜检可观察到大菱形、小菱形、方形、长方形、圆形、椭圆形、镶嵌形和不规则形等8种主要形态的伴孢晶体;采用cryⅠ、cryⅡ、cryⅢ、cryⅣ和cryⅤ基因的通用引物对221株Bt分离株进行的PCR检测结果表明各类基因的含量依次为cryⅠ＞cryⅡ＞cryⅤ＞cryⅢ基因,分别占被检菌株的75.6%、67.9%、58.4%和14.5%,没有检测到cryⅣ基因,共得到10种基因组合类型.对其中含有cryⅠ基因的菌株分别以cryIAc、cryIC和cryIE基因的特异性引物进行PCR检测,得到20株同时含有cryIAc、cryIC、cryⅡ和cryⅤ优良基因组合的Bt分离株,其中菌株Bt-15A3对棉铃虫、甜菜夜蛾及小菜蛾均表现出高毒力,具有生产开发潜力.     

苏芸金杆菌伴孢晶体和芽孢孢衣的蛋白质组分及其与毒力的关系

研究了苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis)3个变种6个菌株的提纯伴孢晶体和芽孢对大蜡螟(Galleria mellonella)和大菜粉蝶(Pieris brassicae)的毒力、晶体的蛋白质和多肽成分及芽孢衣中的类晶体蛋白质成分.生物测定表明,晶体毒力高于芽孢,在总数量相同的情况下,晶体和芽孢近1:1的混合物的毒力高于单独的晶体或芽孢.芽孢衣中存在一种类似晶体蛋白质的成分,无晶体突变株及无效野生株的芽孢则无此种蛋白质且对两种昆虫无毒.变种wuhanensis和变种galleriae的晶体含MW138000的主要蛋白质和63000的次要蛋白质,经碱性缓冲液溶解后,上清液含MW138000的蛋白质,沉淀中含MW63000的蛋白质;变种aizawai的晶体中仅含138000的蛋白质.对大蜡螟无毒的HD-11(var.aizawai)晶体的蛋白质成分有别于上述晶体,其胰蛋白酶消化物的SDS凝胶电泳图型显示少2条多肽带,但对大菜粉蝶仍有效.结果表明,苏芸金杆菌的芽孢在昆虫病理中有重要作用,伴孢晶体的蛋白质和多肽成分与它们对昆虫的毒力特性之间有密切关系.     

一株H_8血清型的苏芸金杆菌变种—“018”菌株

1977年,湖北省光化县微生物站从自然死亡的小麦粘虫(Leucania separata Walker)幼虫尸体中分离获得一株形成伴孢晶体毒素的芽孢杆菌。几年来,我们对该菌株的生物学特性、分类地位、培养工艺及对鳞翅目害虫的毒力等进行了研究。结果证明“018”菌株是我国首次发现     

苏云金芽孢杆菌工程菌伴孢晶体的形态发生

苏云金芽孢杆菌在有帮助蛋白存在的情况下杀虫晶体蛋白获得了超量表达。通过透射电镜观察了Cry1Ac超量表达工程菌伴孢晶体的形态发生以及不同芽孢发育时期的晶体形态变化。结果表明,该工程菌的伴孢晶体在细胞不对称分裂的隔膜形成前就已出现,而且晶体发生的部位与芽孢无关。但晶体在形成初期往往靠近母细胞膜。观察结果还表明,大量表达的晶体蛋白不能马上参与到晶体合成,晶体形成的最佳时期是芽孢皮层形成期。母细胞大量液泡的产生与消失可能与晶体形成有关。此外,在超量表达工程菌中,Cry1Ac蛋白能在一个细胞内形成多个伴孢晶体,这在天然菌株中是罕见的。     

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。     

紫外吸收法测定苏芸金杆菌伴孢晶体蛋白质的研究

本文介绍了用紫外光吸收法定量测定苏芸金杆菌制剂中伴孢晶体蛋白质的方法。本方法从样品处理到测定完成只需4个小时,方法简便准确。用此法俭出伴孢晶体蛋白质所指示的毒力效价,与昆虫生测之间有较好的相关性。     

昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌伴孢晶体毒力的影响

综述了昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis伴孢晶体毒力的影响。中肠液的酸碱度和蛋白酶是影响伴孢晶体溶解与原毒素活化的两大因素。中肠液的酸碱度不仅影响到伴孢晶体的溶解速度,还影响到各种蛋白酶的活性表现;而蛋白酶则直接参与了原毒素的活化,其组成与活性影响着原毒素的活化速度和杀虫专一性。因中肠液蛋白水解能力过高而导致原毒素的过度降解是某些昆虫对苏云金芽孢杆菌低度敏感的主要原因,而中肠液对原毒素活化能力的降低则与昆虫抗性的形成有关。此外,中肠液的沉淀作用及其它生理生化特性也影响着原毒素毒力的正常发挥。     

苏云金杆菌7216菌株的摇瓶发酵试验

用苏云金杆菌发酵生产的杀虫剂是一种不污染环境,对人畜无毒,能有效防治鳞翅目农林害虫的细菌农药,目前已有14个血清型、19个以上的变种,其产毒部分主要是δ-内毒素即伴孢晶体和芽孢。作为蔬菜无公害生产的技术措施,我国应用杀虫菌剂综合防治蔬菜害虫取得了较大进展,其中细菌农药的发酵即应用苏云金杆菌7216、HD-1等优良菌株,为使其工艺控制符合发酵生产的要求,达到菌数多、毒力高、周期短、成本低等综合指标,我们对7216进行了摇瓶发酵试验,研究不同培养条件下的呼吸作用、生长繁殖、营养利用及伴孢晶体和芽孢的形成,为工业发酵生产提供科学依据。     

在国内初次发现的四个苏芸金杆菌亚种

本文报道的五个菌株均是能形成伴孢晶体的芽孢杆菌。从形态与培养性状上看,具有苏芸金杆菌的典型特征。经生化反应与鞭毛抗原的血清反应,证明这五个菌株分属于国内未报道过的四个亚种:菌株L_1为加拿大亚种(B.     

抗夜蛾科苏云金芽孢杆菌WY-197菌株的生物学特性研究

苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis,Bt)WY 197菌株是从 4 0 0多株野生型Bt菌中筛选分离的1株对甜菜夜蛾和棉铃虫都具有高效杀虫活性的菌株。初步比较WY -197菌株和HD 1的形态特征、生理生化特性和伴孢晶体蛋白 ,结果表明 ,WY -197属于H3a3b3c血清型 (subsp .kurstaki) ;伴孢晶体形态主要为大小不一的菱形、小正方形。SDS -PAGE电泳图谱表明主要由 135ku和 6 5ku两种蛋白成分组成 ,在菌株生长形态、发酵培养特征、生理生化特性方面与生产菌株HD-1差别不大。采用生物测定的方法 ,进一步鉴定比较它们对甜菜夜蛾初孵、二龄、三龄幼虫和棉铃虫的毒效差异。结果表明 ,BtWY 197菌株发酵液对甜菜夜蛾初孵、二龄、三龄幼虫的LC50 分别为 0 .31、0 .6 1、2 .5 7μL/mL ,其中对甜菜夜蛾初孵幼虫的毒效是对照菌HD 1发酵液的 7倍 ,表明BtWY 197菌株对甜菜夜蛾三龄以下幼虫具有高毒力。对棉铃虫的毒力效价为 30 0 0IU/ μL ,略低于HD- 1菌株。