暗黑鳃金龟碱性磷酸酶HpALP的基因克隆、表达及其与Bt Cry8Ea3的结合特性

【目的】明确苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)晶体蛋白对暗黑鳃金龟Holotrichia parallela幼虫的杀虫机制。【方法】基于暗黑鳃金龟转录组数据,PCR克隆暗黑鳃金龟碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)基因HpALP全长cDNA序列;利用原核表达系统在体外表达HpALP,并进行Western blot检测;利用qRT-PCR测定HpALP在暗黑鳃金龟3龄第2天幼虫不同组织(前肠、中肠、直肠、回肠、马氏管、脂肪体和体壁)中的表达水平;利用配体印记实验及ELISA技术对HpALP蛋白与苏云金芽胞杆菌晶体蛋白Cry8Ea3体外结合特性进行分析。【结果】得到了暗黑鳃金龟HpALP 全长cDNA (GenBank登录号: MZ004964),长1 536 bp,编码512个氨基酸,预测蛋白质分子量为57.32 kD,等电点为4.70;HpALP与食粪金龟Onthophagus taurus ALP的氨基酸序列一致性最高;原核表达获得重组蛋白HpALP,经Western blot检测HpALP重组蛋白在IPTG诱导8 h时的表达量最高。qRT-PCR分析的组织表达谱结果表明,HpALP在幼虫前肠中丰度最高。HpALP重组蛋白可以与Cry8Ea3特异结合,解离常数Kd值为76.21±26.44 nmol/L,最大亲合力B_max值为0.59±0.068;而HpALP重组蛋白与对照Cry1Ab35不结合,Kd值为142.50±137.30 nmol/L,Bmax值为0.013±0.005。【结论】分离鉴定了暗黑鳃金龟HpALP蛋白,它与Bt Cry8Ea3亲和力强,推断其为Cry8Ea3的受体蛋白。研究结果为明确Cry8Ea3蛋白对暗黑鳃金龟的作用机制提供了理论依据。     

昆虫病原线虫Heterorhabditis beicherriana LF品系与Bt HBF-18菌株混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果

【目的】明确昆虫病原线虫 Heterorhabditis beicherriana LF品系(LF)与苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis HBF-18菌株(Bt HBF-18)混用后对华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita 幼虫的致病力的协同增效作用,为该害虫的防治提供新的技术措施。【方法】在室内测定了LF在不同使用剂量、不同环境温度及不同土壤湿度条件下对华北大黑鳃金龟7-10日龄幼虫的致病力;通过室内生测测定了Bt HBF-18对LF存活的影响,以及Bt HBF-18与LF两者混用后对7-10日龄华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果;同时通过室外盆栽试验测定了两者混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果。【结果】华北大黑鳃金龟幼虫死亡率随LF施用剂量和处理时间的增加而升高,其中,侵染期线虫(infective juveniles, IJs)800 IJs/100 μL及以上剂量处理7 d后幼虫死亡率达到了100%;25℃为该线虫侵染的最适宜环境温度;适宜土壤湿度范围为14%~20%,湿度过低或过高都会显著影响其侵染效率。室内生测结果表明, Bt HBF-18处理9 d对华北大黑鳃金龟幼虫的致死中浓度(LC 50 )为 1.44× 10^8 CFU/g土,此浓度对LF的存活基本没有影响。另外,室内生测和室外盆栽试验结果均表明,将LF与Bt HBF-18混用能显著提高对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果,混用后具有不同程度的加成或协同增效作用。室内生测试验中LC 50 Bt+200 IJs/100 μL LF混用处理3 d后,较单独LF和Bt HBF-18处理幼虫死亡率分别提高了约43.07%和36.05%,具有显著的协同增效作用;室外盆栽试验中1/2 LC 50 Bt+1 000 IJs/mL LF, LC 50 Bt+1 000 IJs/mL LF和1/2 LC 50 Bt+1 500 IJs/mL LF均具有协同增效作用,其中1/2 LC 50 Bt+1 500 IJs/mL LF增效作用最佳,较单独LF和Bt HBF-18处理幼虫死亡率分别提高了约38.89%和80.55%。【结论】将昆虫病原线虫LF与Bt HBF-18混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治具有加成或协同增效作用。     

Bt杀虫蛋白处理后二化螟幼虫中肠细菌群落的变化

【目的】为探讨经Bt杀虫蛋白处理后二化螟Chilo suppressalis(Walker)幼虫中肠细菌群落的差异。【方法】本研究对采自北京(BJ)和福州(FZ)2个地区在室内分别经过未用Bt杀虫蛋白和使用Bt杀虫蛋白(Cry1Ab,Cry1Ac和Cry1Ca)多代汰选条件下的二化螟幼虫中肠进行解剖,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和Illumina Mi Seq技术测序平台对3个处理组(BJCry1Ab,BJCry1Ac和FZ1Ca)和2个对照组(BJCK和FZCK)中肠细菌的16S r DNA V3可变区进行电泳检测和高通量测序。【结果】DGGE图谱显示,5个不同处理组的细菌不仅丰富度存在差异,同时同种细菌在不同处理组中的比例也存在差异。高通量测序结果表明,优势菌为厚壁菌门(Firmicutes)的肠球菌属Enterococcus,其次为乳杆菌属Lactobacillus和芽孢杆菌属Bacillus,以及变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。同一地区的二化螟种群,Bt杀虫蛋白处理组(BJCry1Ab,BJCry1Ac和FZ1Ca)的二化螟幼虫与对照组(BJCK和FZCK)相比,优势菌肠球菌属Enterococcus比重均有所增加,而乳杆菌属Lactobacilluss所占比重均有所降低。北京和福州这2个地区未用Bt杀虫蛋白处理的对照组之间肠道菌落的结构也存在一定差异。【结论】经Bt杀虫蛋白处理后二化螟幼虫中肠细菌群落的丰富度出现变化,推测可能与二化螟取食不同Bt杀虫蛋白、地理位置差异以及饲养代数不同有关。     

对Bt蛋白抗性和敏感的棉铃虫中肠细菌群落的比较

【目的】通过比较Cry1Ac蛋白抗性及敏感棉铃虫中肠细菌群落的结构组成,研究中肠微生物是否与棉铃虫Bt抗性产生有关。【方法】首先提取了棉铃虫中肠微生物基因组DNA,通过PCR扩增获得了16S rDNA全长片段及V3区。采用基于16S rDNA的免培养技术-16S rDNA文库建立和变性梯度凝胶电泳(DGGE)研究了国内特有的Bt抗性和敏感品系棉铃虫中肠细菌群落组成,并对其进行分析和比较。【结果】16SrDNA文库测序结果表明,抗性品系与敏感品系棉铃虫中肠细菌群落特别是优势菌群非常相似,但在部分劣势菌群上存在差异。抗性品系中主要优势菌有:不可培养微生物(Uncultured bacterium)占56.4%,鹑鸡肠球菌(Enterococcus gallinarum)占17.0%,铅黄肠球菌(Enterococcus casseliflavus)占17.0%;敏感品系中主要优势菌为不可培养微生物(Uncultured bacterium)60.2%,鹑鸡肠球菌(Enterococcus gallinarum)占19.3%,铅黄肠球菌(Enterococcus casseliflavus)占14.7%。随后进行的PCR验证表明,部分有差异的劣势菌在两种品系虫体都存在。DGGE图谱分析表明,这两个品系棉铃虫中肠菌群相似性达到92.3%。【结论】敏感品系与抗性品系棉铃虫肠道菌群组成极其相似,推测抗性的产生与肠道微生物无直接关系。     

暗黑鳃金龟幼虫取食Bt菌株HD8E和HD8G后的中肠细胞病理变化

【目的】暗黑鳃金龟Holotrichia palallela Motschulsky的幼虫(蛴螬),是小麦、花生、大豆、玉米、高粱、马铃薯等作物的重要地下害虫。本研究为暗黑鳃金龟幼虫的生物防治奠定了基础,并为抗虫转基因作物的研究提供优良的候选基因。【方法】将HD8E和HD8G两个Bt株系的晶孢悬液饲喂蛴螬后,利用透射电子显微镜对蛴螬中肠进行病理性观察,利用解剖镜观察蛴螬肠道内容物。【结果】观察结果显示蛴螬的中肠组织出现微绒毛脱落、环肌和纵肌肌纤维降解、中肠细胞间隙扩大、细胞内质网肿胀断裂、线粒体变形等现象。【结论】HD8E和HD8G两个Bt株系可以导致蛴螬中肠组织结构发生明显的病变,且可明显地抑制暗黑鳃金龟幼虫的取食行为。     

对Bt蛋白敏感敏感和敏感的棉铃虫中肠细菌群落的比较

摘要：【目的】通过比较Cry1Ac蛋白抗性及敏感棉铃虫中肠细菌群落的结构组成,研究中肠微生物是否与棉铃虫Bt抗性产生有关。【方法】首先提取了棉铃虫中肠微生物基因组DNA,通过PCR扩增获得了16S rDNA全长片段及V3区。采用基于16S rDNA 的免培养技术—16S rDNA文库建立和变性梯度凝胶电泳（DGGE）研究了国内特有的Bt抗性和敏感品系棉铃虫中肠细菌群落组成,并对其进行分析和比较。【结果】16S rDNA文库测序结果表明,抗性品系与敏感品系棉铃虫中肠细菌群落特别是优势菌群非常相似,但在部分劣势菌群上存在差异。抗性品系中主要优势菌有：不可培养微生物（Uncultured bacterium）占56.4%,鹑鸡肠球菌（Enterococcus gallinarum）占17.0%,铅黄肠球菌（Enterococcus casseliflavus）占17.0%;敏感品系中主要优势菌为不可培养微生物（Uncultured bacterium）60.2%,鹑鸡肠球菌（Enterococcus gallinarum）占19.3%,铅黄肠球菌（Enterococcus casseliflavus）占14.7%。随后进行的PCR验证表明,部分有差异的劣势菌在两种品系虫体都存在。DGGE图谱分析表明,这两个品系棉铃虫中肠菌群相似性达到92.3%。【结论】敏感品系与抗性品系棉铃虫肠道菌群组成极其相似,推测抗性的产生与肠道微生物无直接关系。     

渤海湾沿岸主要蛴螬种类及其发生规律的研究

1972—1976年间,在渤海湾沿岸62个县(区)内查出植食性蛴螬36种,其中分布广、为害重的优势种是华北大黑鳃金龟、铜绿丽金龟、阔胸犀金龟、暗黑鳃金龟、黑绒鳃金龟等。通过系统饲养和田间调查明确:华北大黑鳃金龟、阔胸犀金龟为两年一代,成、幼虫相间越冬:铜绿丽金龟、暗黑鳃金龟为一年一代,以幼虫越冬。此外还对上述四虫的一些重要的生物学特性进行了研究。根据对生活史研究,总结了“双春单秋看趋势,虫量降水定程度”的华北大黑鳃金龟发生量预测法,对于防治该虫具有一定的实际意义。     

七氟菊酯和溴氰菊酯对棉铃虫肠道菌群的影响

【目的】本研究旨在探究拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫肠道菌群结构及代谢的影响,丰富对杀虫剂作用机理的认识。【方法】分别对棉铃虫2和3龄幼虫饲喂普通人工饲料(对照组, SS)、含2%七氟菊酯(Ⅰ型拟除虫菊酯)粉剂饲料(七氟菊酯处理组,Te)和含2.5%溴氰菊酯(Ⅱ型拟除虫菊酯)乳油饲料(溴氰菊酯处理组, DM),然后提取3龄幼虫肠道菌群基因组DNA;利用Illumina MiSeq二代高通量测序技术对肠道细菌的16S rDNA的V3-V4变异区进行测序,分析其肠道细菌的多样性和丰富度;利用qPCR验证16S rDNA测序分析结果。取2和3龄幼虫肠道,匀浆后进行Biolog-Eco实验,分析肠道细菌对Eco板上31种碳源的代谢情况。【结果】16S rDNA测序结果表明,棉铃虫3龄幼虫肠道细菌主要是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)。与对照组相比,溴氰菊酯处理组和七氟菊酯处理组的棉铃虫幼虫肠道细菌的α多样性指数没有显著性改变,但是菌群...     

侧孢芽孢杆菌对蛴螬的致病性试验

实验室培养乳状菌时,分离出一批菌株,经生理生化鉴定,与对照株侧孢芽孢杆菌一致,其特征与乳状菌有显著区别。这些培养菌株注射华北大黑鳃金龟和铜绿丽金龟幼虫,感染率可达90—100%,喂食也有一定致病力。     

污水处理活性污泥微生物群落多样性研究

为研究污水处理活性污泥微生物多样性,提取了活性污泥宏基因组DNA,并采用细菌通用引物27F和1492R扩增了上海污泥厂活性污泥细菌16S rDNA片段,构建了细菌16S rDNA克隆文库,并对该文库中的微生物群落进行了分析。共获得200条高质量序列并建立系统发育树,结果显示活性污泥主要的细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)(91.9%)、厚壁菌门(Firmicures)(4.6%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(2%)、绿弯菌门(Chloroflexi)(0.5%)、硝化螺菌门(Nitrospirae)(1%)。其中,明显的优势菌群为Alcaligenes feacalis(55%)、Pseudomonas aeruginosa(12.8%)和Stenotrophomonas(12.8%),优势菌的产酶能力在活性污泥中显示生态修复功能菌的作用。     

重要地下害虫东北大黑鳃金龟研究进展

东北大黑鳃金龟Holotrichia diomphalia是我国东北地区重要的蛴螬类地下害虫,主要危害麦类、玉米、豆类等大田作物,以及薯类、花生等经济作物。华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita和江南大黑鳃金龟Holotrichia gebleri是华北及江南地区的主要蛴螬类害虫。近年来,传统分类学、杂交实验以及分子生物学的研究都证明,3种鳃金龟是同一个物种的不同地理种群,这些研究成果使东北大黑鳃金龟从一个区域性害虫转变成为分布范围从东北到长江流域的广布害虫。本文综合介绍了东北大黑鳃金龟(包括华北大黑鳃金龟、江南大黑鳃金龟)近二十年来的研究成果,包括分类学、发生规律、防治措施,以及生理生化及分子生物学等,并对东北大黑鳃金龟的综合治理研究进行了展望。     

七氟菊酯和溴氰菊酯对棉铃虫肠道菌群的影响

【目的】本研究旨在探究拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫肠道菌群结构及代谢的影响,丰富对杀虫剂作用机理的认识。【方法】分别对棉铃虫2和3龄幼虫饲喂普通人工饲料(对照组, SS)、含2%七氟菊酯(Ⅰ型拟除虫菊酯)粉剂饲料(七氟菊酯处理组,Te)和含2.5%溴氰菊酯(Ⅱ型拟除虫菊酯)乳油饲料(溴氰菊酯处理组, DM),然后提取3龄幼虫肠道菌群基因组DNA;利用Illumina MiSeq二代高通量测序技术对肠道细菌的16S rDNA的V3-V4变异区进行测序,分析其肠道细菌的多样性和丰富度;利用qPCR验证16S rDNA测序分析结果。取2和3龄幼虫肠道,匀浆后进行Biolog-Eco实验,分析肠道细菌对Eco板上31种碳源的代谢情况。【结果】16S rDNA测序结果表明,棉铃虫3龄幼虫肠道细菌主要是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)。与对照组相比,溴氰菊酯处理组和七氟菊酯处理组的棉铃虫幼虫肠道细菌的α多样性指数没有显著性改变,但是菌群结构发生了变化：在门水平,拟杆菌门的相对丰度减少,厚壁菌门和蓝藻菌门的相对丰度增加,qPCR验证结果亦支持16S rDNA测序分析的这个结果;在属水平,拟杆菌属Bacteroides、普氏菌属Prevotella和假单胞菌属Pseudomonas等的相对丰度降低,狭义梭菌属Clostridium sensu stricto 1、埃希菌属-志贺氏菌属Escherichia-Shigella和盐单胞菌属Halomonas等的相对丰度增加,其中盐单胞菌属Halomonas的相对丰度显著增加。Biolog-Eco结果表明,与对照组相比,溴氰菊酯处理组中2龄幼虫对羧酸类碳源的代谢能力下降;溴氰菊酯处理组和七氟菊酯处理组中3龄幼虫对DL-α-磷酸甘油、肝糖和L-苯丙氨酸等碳源的利用能力下降。【结论】结果显示,拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫肠道菌群的结构和代谢能力有明显影响,拟除虫菊酯类杀虫剂使棉铃虫肠道有益菌的相对丰度下降,而使致病菌的相对丰度增加。短时间拟除虫菊酯处理未造成抗药性菌群的丰度增加。qPCR检测结果与16S rDNA测序分析结果相似。Ⅰ型和Ⅱ型拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫肠道菌群结构和代谢功能的影响不同。     

土壤含水量对华北大黑鳃金龟生长发育的影响

室内试验研究土壤含水量对华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita Faldermann生长发育的影响。结果表明,土壤含水量对华北大黑鳃金龟的影响因其发育阶段的不同而异。卵期适宜土壤含水量为10%～20%,幼虫期、蛹期适宜土壤含水量分别为10%～15%和15%～20%。土壤含水量为10%～15%时,成虫性比接近1∶1。土壤含水量为15%时,世代存活率最高。     

金龟幼虫血细胞的防卫反应

在铜绿丽金龟Anomala corpulenta Mots.和华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita F.3龄幼虫体内注射标准剂量的日本金龟(虫甲)芽孢杆菌Bacillus popilliae,观察24小时内血细胞的反应。结果表明,昆虫种类不同,血细胞反应的方式也不相同。在敏感虫种铜绿丽金龟中,只有少数个体能在体腔内形成以浆血胞为主的黑核型囊状体;而在不敏感虫种华北大黑鳃金龟幼虫体腔内,大多数个体能形成以珠血胞为主的块状囊状体。血细胞囊状体的形成率大体上同注射感染率相吻合。本文还讨论了囊状体的形成过程及其作用机制。     

酵母双杂交筛选华北大黑鳃金龟触角均一化cDNA文库

昆虫错综复杂的嗅觉系统在昆虫寻找寄主、 交配、 产卵以及逃避行为中起到了至关重要的作用。因此, 对昆虫嗅觉感受机理的研究将有助于揭开昆虫感受和识别环境中的气味物质并引起相关行为反应的秘密。为了更多地了解华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita Faldermann 嗅觉相关蛋白互作机制, 本实验利用DUALhunter Starter Kits酵母双杂交筛选试剂盒, 构建了华北大黑鳃金龟气味结合蛋白OBP2诱饵载体, 筛选了华北大黑鳃金龟触角酵母双杂交系统均一化的cDNA文库。通过β-半乳糖苷酶活性检测以及GenBank中Blast比对分析, 以OBP2为诱饵鉴定出6个阳性互作物。我们推测其中的一种较强的阳性互作物凝固酶原可能是华北大黑鳃金龟在嗅觉识别过程中的相关蛋白。     

小菜蛾幼虫中肠细菌的分离鉴定

昆虫中肠微生物在其食物消化、生长发育以及抵御病原菌等方面都具有重要作用。为了深入研究小菜蛾Plutella xylostella(L.)幼虫中肠微生物的群落结构组成和功能,本文利用传统的微生物培养方法从饲养的小菜蛾3龄幼虫中肠分离得到8株细菌,经16S rDNA分子鉴定,分属于Serratia(3株),Enterobacter(3株),Stenotrophomonas(1株)和Myroides(1株)4个属,其中,7株菌均归类于γ-变形菌门Gamma-proteobacteria,表明小菜蛾幼虫中肠可培养细菌的优势菌群为Gamma-proteobacteria。本研究为进一步探讨小菜蛾中肠细菌的群落结构及其功能提供了菌株材料和工作基础。     

秸秆蓝藻混合发酵产沼气过程中微生物群落分析

采用实验室自制秸秆蓝藻混合厌氧反应装置进行沼气发酵实验,利用16S rRNA基因克隆文库的方法,对不同产气阶段的细菌和古菌的优势菌群进行多样性研究。结果表明:(1)不同产气阶段细菌优势种类存在差异,供试秸秆沼气反应器阶段细菌种类较为丰富,分属于6个门:产气初始阶段优势菌群为变形菌门(Proteobacteria),相对丰度为51.76%;产气高峰阶段优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes),相对丰度为47.13%;产气结束阶段优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes),相对丰度为28.89%;此外,还包括绿弯菌门、螺旋体门、绿菌门的细菌。(2)古菌种类明显少于细菌,均属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)、甲烷杆菌纲(Methanobacteria)和热原体纲(Thermoplasmata)。秸秆蓝藻沼气系统微生物群落结构的阐明具有一定的意义,可为秸秆沼气工程调控提供科学依据。     

黄绿绿僵菌Ma130821对暗黑鳃金龟幼虫的室内毒力及毒杀作用研究

采用浸渍法测定了黄绿绿僵菌Metarhizium flavoviride菌株Ma130821对暗黑鳃金龟Holotrichia parallela Motschulsky幼虫的毒力,采用室内盆栽拌土法、环施法和穴施法施用黄绿绿僵菌Ma130821分生孢子粉,测定了该菌株对暗黑鳃金龟幼虫的毒杀效果。结果表明:黄绿绿僵菌菌株Ma130821对暗黑鳃金龟3龄幼虫的侵染致病效应可利用"时间—剂量—死亡率"模型进行模拟分析和参数估计分析,侵染效应常数为0. 597。接种后第3天该菌株对暗黑鳃金龟3龄幼虫的致死剂量LC_(50)和LC_(90)的对数值分别为9. 2182±0. 2968和11. 2291±0. 4385。在6. 20×108孢子/m L黄绿绿僵菌菌悬液对暗黑鳃金龟幼虫侵染致病的LT_(50)和LT_(90)分别为1. 5 d和3. 8 d。室内盆栽拌土法、环施法和穴施法施用黄绿绿僵菌菌株Ma130821分生孢子粉对暗黑鳃金龟3龄幼虫均具有良好的毒杀作用,其中拌土法施用后对暗黑鳃金龟幼虫的毒杀效果高于其他两种方法,拌土法、环施法和穴施法施用后对暗黑鳃金龟3龄幼虫的累积死亡率分别为95. 69%、84. 35%和57. 43%,累积僵虫率分别为99. 65%、98. 65%和99. 37%。综合以上结果,黄绿绿僵菌Ma130821对暗黑鳃金龟幼虫具有良好的毒力和毒杀作用,在暗黑鳃金龟的生防制剂开发中具有良好潜力。     

斜纹夜蛾幼虫肠道细菌分离鉴定及其功能初步分析

昆虫肠道微生物对其寄主的生长发育、营养代谢、免疫以及农药抗性等方面都发挥着重要作用。为研究斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫肠道细菌的多样性,并为其功能验证做准备,本文利用传统微生物分离纯培养方法从斜纹夜蛾4龄幼虫肠道中共分离鉴定得到10株细菌,分别为属于变形菌门(Proteobacteria)的脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrificans),不动细菌(Acinetobacter sp.),肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)和肠杆菌(Enterobacter sp.);属于厚壁菌门(Firmicutes)的鸡葡萄球菌(Staphylococcus gallinarum),蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii),蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)以及放线菌门(Actinobacteria)的微杆菌(Microbacteriums sp.)和乳酪棒杆菌(Corynebacterium casei)。变形菌门和厚壁菌门是斜纹夜蛾肠道可培养细菌中的优势菌群。功能验证实验表明肠杆菌具备纤维素降解能力,微杆菌具备很强的苯酚降解能力。本研究为未来深入研究斜纹夜蛾肠道微生物的功能提供了方向和菌株材料。     

小菜蛾中肠Polycalin蛋白的基因克隆、表达及与Cry1Ac毒素的结合特性分析

【目的】Polycalin蛋白是一种新发现的Bt毒素受体,可能与昆虫对Bt的抗性有关。本研究旨在明确小菜蛾Plutella xylostella Polycalin蛋白与Bt Cry1Ac毒素的关系。【方法】本研究通过PCR结合RACE技术从小菜蛾3龄幼虫中肠克隆获得Polycalin蛋白基因的全长cDNA序列,采用实时定量PCR技术研究Polycalin蛋白在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织及用不同浓度Cry1Ac毒素饲喂3龄幼虫后的表达量。提取小菜蛾幼虫中肠的刷状缘膜囊泡(BBMV),运用合成多肽的方法制备Polycalin蛋白抗体,利用Western blot和Ligand blot技术对小菜蛾Polycalin蛋白进行鉴定,分析其与Cry1Ac毒素的结合特性。【结果】克隆得到的小菜蛾Polycalin蛋白基因的cDNA序列全长为9 102 bp(GenBank登录号:MF138149),其中,开放阅读框为8 778 bp,编码2 925个氨基酸;预测蛋白质分子量为326.38 kD,等电点为4.39;在推导的氨基酸序列中,前20个氨基酸为N-末端信号肽序列,含有14个N-糖基化位点,67个O-糖基化位点,6个脂质运载蛋白特征序列,6个脂质运载蛋白位点和13个类脂质运载蛋白结构域,并且在第20和21位(TSG-QVV)氨基酸之间存在一个裂解位点,在C-末端存在2个GPI结合位点,具有Bt毒素受体的特征。该蛋白在幼虫期的表达量较高,尤其在3龄幼虫体内表达量最高,在蛹和成虫中的表达量最低;在4龄幼虫的头、胸、腹中均有表达,在幼虫腹部中的表达量最高;3龄幼虫取食不同浓度的Cry1Ac毒素后,Polycalin蛋白的表达量下降,且Cry1Ac毒素浓度越高,下降越明显。通过Western blot检测到小菜蛾中肠刷状缘膜囊泡(BBMV)上存在大约300 kD的Polycalin蛋白条带;Ligand blot实验证明了小菜蛾Polycalin蛋白能与Cry1Ac毒素结合。【结论】本研究首次初步明确了小菜蛾Polycalin蛋白具有与Bt毒素结合的特性,为研究Bt对昆虫的作用机理和利用Bt防治害虫提供一定的理论基础和参考价值。