全长δ-内毒素cryIA?基因在三种原核细胞中的表达

采用随机引物法标记苏芸金芽孢杆菌δ-内毒素cryIA(b)基因:从苏芸金芽孢杆菌HD-73质粒基因文库中筛选到了分别包含δ-内毒素cryIA?基因5’端和3’端的6.5kb和4.3kb两个片段,然后分别缺失其非编码区,重连得到全长3.92kb的crylA?基因,用穿梭载体pHT3101亚克隆后分别转化大肠杆菌NM522、枯草杆菌AS1176及苏芸金芽孢杆菌晶体缺陷型4D10(H3ab),得到了具有同一质粒的三种工程菌。SDS-PAGE电泳表明此基因在三个宿主系统中均表达了分子量为133300的原毒素,分子量大小与苏芸金芽孢杆菌HD-73晶体蛋白完全相同,免疫检测表明表达蛋白和天然晶体蛋白具有相同的免疫原性。用提取的粗表达产物对二龄小菜蛾幼虫作杀虫试验,证明三种细胞产生的表达蛋白均具有杀虫活性,测得它们的LD_(50)分别为0.311μg/cm~2、0.024μg/cm~2和0.017μg/cm~2。     

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.     

苏云金杆菌6－内毒素基因及3’末端缺失基因在大肠杆菌和农杆菌中的亚克隆和表达

苏云金芽孢杆菌交种Bacillus thuringiensis aizawai 7-29 δ-内毒素基因及其3,末端缺失基因,亚克隆到质粒pUCl9上,构建了Pucf33和Puck63重组质粒。进一步将δ-内毒素基因及其3’端缺失基因,插入到植物表达载pBl121．2质粒中,构建了Pgy61和Pgyck63重组质粒。．用32P标记的δ-内毒素3’末端缺失的KpnI DNA片段的探针,与重组质粒进行DNA—DNA分子杂交,结果阳性。带有全长和3’末端缺失重组质粒,转入大肠杆菌HB101和农杆菌LA4404受体细胞中,其克隆子细胞抽提物,对大菜粉蝶和玉米螟幼虫均具有杀虫生物活性。结果证明δ－内毒素基因不仅能在大肠杆菌HB10l中,而且能在农杆菌LA4404中表达。     

苏云金芽孢杆菌cryIA（c）Bt基因的合成及其在大肠杆菌中稳定表达

选用荧光假单孢菌偏爱密码,设计长90bp左右的寡核苷酸引物,采用连续延伸PCR方法,合成了全长1.8kb的苏云金芽孢杆菌cryIA(c)Bt基因。合成基因消除了潜在的polyA加尾序列、mRNA不稳定序列以及发夹结构。和Perlak发表的序列相比,合成的cryIA(c)Bt基因改动了614个核苷酸,G＋C的含量从37.2％上升到64％。将合成基因由tac启动子调控,构建成Bt表达载体pYPBts。转化大肠杆菌后,在菌体内大量合成66kD大小的蛋白质分子,其含量占菌体总蛋白质的30％。生物测定结果表明,表达的蛋白质对菜青虫三龄幼虫有很高的杀灭活性,LD50为0.024μg/cm^2。     

Cry1Ac基因载体构建及其在枯草芽孢杆菌中的杀虫活性表达

根据苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis HD-73基因Cry1Ac和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis木糖诱导型启动子PxylR序列, 分别设计2对特异引物Cry1Ac F/R和Pxy F/R,扩增获得了完整的启动子PxylR和Cry1Ac基因序列,进一步以上述产物混合物为模板,以Pxy F/Cry1Ac R作引物进行重迭PCR,获得了载体PxylR-Cry1Ac,经SphⅠ和BamHⅠ完全酶切后,将PxylR-Cry1Ac插入大肠杆菌-苏云金芽孢杆菌穿梭载体pHT315,重组表达质粒pCry1Ac315转化枯草芽孢杆菌感受态细胞。工程菌株质粒酶切电泳分析、SDS-PAGE电泳分析和杀虫生物活性测定结果证实了Cry1Ac基因的导入及其在枯草芽孢杆菌JAAS01D中的有效表达。     

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.     

利用PCR技术直接鉴定苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因型的快速方法

根据PCR程序中热变性温度可使菌体裂解,释放出DNA的原理,利用苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白不同基因型的特异混合引物,对苏云金芽孢杆菌营养体直接进行PCR分析。根据不同基因型的特异扩增产物片段的分子量大小便可直接确定该苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的基因型。本文对本室筛选天然菌株和苏云金芽孢杆菌克隆菌株分别进行了cryl基因的PCR分析。表明,该法结果可靠快速易行,在方法学上,为苏云金芽孢杆菌菌株鉴定、新菌株的筛选和基因型分析提供了极大的方便。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白超量表达的机制

杀虫晶体蛋白是苏云金芽孢杆菌主要杀虫成分,进一步提高杀虫晶体蛋白的表达量是苏云金芽杆菌高效工程菌构建的主要途径。本文讨论了ｃｒｙ基因启动子活性、ｍＲＮＡ稳定性、不同ｃｒｙ基因间的协同表达发及伴了孢晶体的形成等几个方面在转录水平或转录后水平上对杀虫晶体蛋白表达的影响。     

苏云金杆菌δ-内毒素、芽孢及苏云金素A对棉铃虫毒性及拒食性的比较

苏云金杆菌库斯塔克变种HD-1的晶体蛋白与芽孢、HD-1无晶体突变株(Cry-)的芽孢以及苏云金素A对棉铃虫Helicoverpa armigera毒性和拒食性的比较研究显示,HD-1晶体蛋白对棉铃虫的杀虫毒力高, 拒食作用强; HD-1芽孢对棉铃虫具有一定的杀虫活性和生长抑制作用, 并有很强的拒食作用; HD-1无晶体突变株(Cry-)芽孢对棉铃虫无毒也无拒食作用;苏云金素A对棉铃虫的生长发育有极显著的抑制作用, 但对棉铃虫无拒食作用,由此证明晶体蛋白是苏云金杆菌杀虫活性和拒食作用的主要来源。苏云金素A与苏云金杆菌芽孢晶体混合物一起使用, 可使棉铃虫的死亡率显著提高。     

苏芸金杆菌的质粒检测及载晶体蛋白合成基因的质粒在不同菌株间的传递

分析了苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis)7个变种19个野生菌株及无晶体(sp+cr-)和无芽孢(sp-cr+)突变株的质粒图型,证实了苏芸金杆菌的质粒组成既有变种的特异性,亦有菌株的特异性。载有晶体蛋白质合成基因的质粒,B. thuringiensis var．Kurstaki HD-191 菌株可能为42和50Mdal,B．Thuringiensis var. aizawai HD-282菌株为47Mdal, B．Thuringiensis var．Israelensis IPS-82菌株为57Mdal的质粒,而B．Thuringiensis var. wuhanensis 140 菌株的此种基因则可能不在质粒上而在染色体中。HD-191载晶体蛋白合成基因的质粒以很高频率被传递给其无晶体突变株HD-1并在后者细胞中表达。B. thuringiensis var. israelensisIPS-82菌株和 B．Thuringiensis var. kurstaki 无晶体突变株HD—1之间载晶体蛋白合成基因质粒的传递未能成功,提示可能存在着不相容性的障碍。     

环状芽孢杆菌α—羟基—γ—氨丁酰酰化酶基因的克隆和表达

本文报道了以质粒pUB110为载体,以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)作为受体菌,对丁酰苷菌素产生菌(Bacillus circulans NRRL-B3312)总DNA进行了鸟枪克隆,在所获得的转化子中,No.733转化子经薄层层析,生物显迹和质谱分析表明,它具有将卡那霉素A生物转化成为丁胺卡那霉素的能力,说明该转化子所含重组质粒pUBC733的插入片段中含有a-羟基-r-氨丁酰(HABA)酰化酶基因,HABA酰化酶基因已经在枯草芽孢杆菌中获得了克隆和表达。该重组质粒分子量为7.3kb,插入片段为2.8kb,经Southern分子杂交确证此片段确来源于环状芽孢杆菌,已构建了该质粒限制性内切酶图谱。     

苏云金芽孢杆菌δ—内毒素的杀虫机理及其增效途径

苏云金芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ,Ｂｔ）制剂是当前应用最广、最有效的微生物杀虫剂。Ｂｔ属于革兰氏阳性细菌,在形成芽孢的同时,产生伴孢晶体。伴孢晶体是Ｂｔ杀虫活性的主要来源,它可能由几种晶体蛋白即δ－内毒素组成。δ－内毒素的专一...     

苏芸金杆菌高毒力菌株筛选方法研究

通过对36株苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株孢晶混合物的蛋白图谱和其对小菜蛾(Plutella xylostella)。致倦库蚊(culex pipens)二十八星瓢虫(Epjlachna vigintioctopunctata)三种昆虫幼虫的致死率研究,我们建立了一套快速高效的苏芸金杆菌内毒素高毒力菌株筛选程序。该程序是将蛋白电泳方法引入苏芸金杆菌菌株筛选,经过一个简单的苏芸金杆菌孢品混合物的蛋白电泳后,可以迅速辩别出对所有试虫毒力均很低的菌株,这一类菌株在苏芸金杆菌分离物中的比例可高达80％以上。除此之外,根据电泳的结果还可以预测该菌株大概的宿主范围和发现新的杀虫晶体蛋白类型。运用该方法,可以大大提高苏芸金杆菌菌株筛选的效率并降低筛选所需的费用。     

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。     

苏芸金杆菌的新陈代谢和δ-内毒素的形成

当前苏芸金杆菌制剂主要用于防治害虫,而δ-内毒素是其主要的杀虫成分。本文着重论述苏芸金杆菌的新陈代谢和δ-内毒素形成的一些有关问题,希望对提高制剂的生产水平有些参考作用。 苏芸金杆菌的代谢型式和代谢途径 苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis)的代谢型式     

苏云金芽胞杆菌中荧光分析融合杀虫晶体蛋白的形成

为研究苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白在细胞中的定位及在细胞中的形成, 构建了Cry1Ac-GFP融合蛋白, 大小约为160 kD. 将携带cry1Ac启动子的cry1Ac-gfp融合基因片段克隆到pHT304载体上, 获得融合表达载体pHTcry1Ac-gfp. pHTcry1Ac-gfp转化到无晶体突变株HD-73 cry-中, 获得融合表达菌株HD-73-(pHTcry1Ac-gfp). gfp基因通过同源重组插入到HD-73内源大质粒pHT73上cry1Ac基因的3′端, 获得原位融合表达菌株HD-73Φ(cry1Ac-gfp)3534. 激光共聚焦显微镜和Western杂交分析表明, 不对称隔膜形成时, HD-73-(pHTcry1Ac-gfp)和HD-73Φ(cry1Ac-gfp)3534细胞中检测到Cry1Ac-GFP融合蛋白的表达. 融合蛋白颗粒在细胞中的聚集存在一定的极性, 分布于母细胞不对称隔膜附近. Cry1Ac-GFP和Cry1Ac蛋白对小菜蛾的杀虫活性在95%置信区间内没有明显差异.     

苏云金芽孢杆菌CrylAb13基因的克隆及表达研究

BtC005是我国自行分离的对多种害虫具有毒杀作用的苏云金芽孢杆菌。经PCR-RFLP系统鉴定,它含有crylAb基因。Southern blot结果显示;PstI酶切C005质粒所得的8.5kb长的DNA片段为crylAb基因的阳性杂交带。以pUCP19为载体,克隆了该片段并证明其含有crylAb基因,对其进行亚克隆和测序,结果表明该基因编码区为3468bp,其编码的蛋白含1155个氨基酸,分子量为130.6kD,等电点为pH4.845。该基因已在GenBank基因库中注册,Accession number为AF254640,并为国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会正式命名为crylAb13。将crylAb13基因在Bt无晶体突变株cryB^-中表达,蛋白质电泳结果表明在130kD处有表达带,并证明GryAb对小菜蛾有较高的杀虫活性。     

几种微生物杀虫蛋白基因研究进展

在过去几年中,已经鉴定并克隆出一些新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因和其他类型的微生物杀虫蛋白基因。其中来自嗜虫沙雷氏菌,双酶梭状芽孢杆菌,球形芽孢杆菌,嗜线虫致病杆菌,发光杆菌和金龟子绿僵菌的新型杀虫蛋白基因在抗虫遗传工程中具有良好的应用前景     

地衣芽孢杆菌原生质体电转化方法的研究

为了解决地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)工业菌株难以转化的问题,将原生质体制备、电穿孔和原生质体再生技术相结合,建立了一种地衣芽孢杆菌原生质体电击转化方法。在对菌体生长状态、溶菌酶作用时间、电转电压、渗透压保护剂等条件进行优化后,试验了将不同类型的表达载体,即游离型质粒p GJ103(3.3kb)和整合型质粒p AX01(9.3kb),分别转入两株地衣芽孢杆菌工业生产菌株B.licheniformis CICC 10181和B.licheniformis CICC 20204中。实验结果显示,对数生长期后期的菌体酶解40min后制备的地衣芽孢杆菌原生质体得率为96%,再生率达25%以上。原生质体与质粒DNA在最适电压0.6k V/mm下电击转化,并以0.5mol/L山梨醇或甘露醇作为渗透压保护剂进行再生培养后,最终游离型质粒的转化率可达0.88×102~1.1×102CFU/μg p GJ103,整合型质粒的转化率达到0.45×102~0.52×102CFU/μg p AX01。该方法为地衣芽孢杆菌野生工业菌株的遗传改造提供了一种新的、高效的转化手段。     

根癌农杆菌介导的高粱遗传转化体系的研究

采用根癌农杆菌介导法将杀虫晶体蛋白基因cryIA(b)转入高粱胚性愈伤组织中,建立农杆菌转化高粱的遗传转化体系,获得70棵再生植株。经GUS及PCR检测,结果表明,cryIA(b)基因确实转移到高粱恢复系0-30中,报告基因GUS在再生植株中也得到表达。转化植株的抗病性鉴定正在进行中。