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。     

昆虫病原线虫共生菌杀虫毒素研究进展

对昆虫病原线虫共生菌杀虫毒素的种类、与口服毒性有关的杀虫毒素以及口服毒性与杀虫毒素基因的关系等研究进展进行了综述,并对未来的研究方向提出了作者的见解。     

蘑菇凝集素及其研究进展

凝集素是非酶、非抗体,可凝集细胞的蛋白质或糖蛋白。作为药用真菌重要的药理成分,蘑菇凝集素已成为继研究蘑菇多糖之外的另一活性物质。基于其众多生物学性质,其研究越来越深入,在生命科学各个研究领域中用途也越来越广。就蘑菇凝集素的分布、结构、性质、作用与功能、提取方法和应用作简要综述。主要涵盖凝集性质及其影响因子、抑制肿瘤及抗癌抗增生活性、促有丝分裂活性及免疫调节活性、毒性作用、抗植物病毒及杀虫剂活性、促菌丝分化及识别活性等。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白毒性片段的结构域在毒杀昆虫中的作用

苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性片段包含三个不同的结构域。通过对毒性片段编码基因的定点诱变和体外重组 ,已经对结构域的功能有了较清晰的认识。一般认为结构域Ⅰ参与孔道的形成 ,结构域Ⅱ决定毒素与受体的特异性结合 ,结构域Ⅲ主要调节毒素的活性。本文根据国外研究 ,从毒素蛋白质结构的不同组织层次 ,阐述了这些区域的结构与其功能的关系。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白毒性片段的结构域在毒杀昆虫中的作用

苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性片段包含三个不同的结构域。通过对毒性片段编码基因的定点诱变和体外重组 ,已经对结构域的功能有了较清晰的认识。一般认为结构域Ⅰ参与孔道的形成 ,结构域Ⅱ决定毒素与受体的特异性结合 ,结构域Ⅲ主要调节毒素的活性。本文根据国外研究 ,从毒素蛋白质结构的不同组织层次 ,阐述了这些区域的结构与其功能的关系。     

外源毒性物质及其在植物抗虫品种培育中的应用概况

对昆虫具有毒性的外源毒性物质广泛存在于微生物、植物和一些动物中。概述了Bt晶体蛋白、蛋白酶抑制剂、植物凝集素、淀粉酶抑制剂、几丁质酶等几种外源毒性物质的特征、杀虫机理及其基因在植物抗虫品种培育方面的应用概况,并对今后转外源毒性基因抗虫植物的主要研究方向作了探讨。     

致病杆菌属和光杆状菌属细菌杀虫毒素蛋白

致病杆菌属和光杆状菌属细菌是一类分别与斯氏线虫属和异小杆属线虫共生的昆虫病原细菌 ,属肠杆菌科 ,此类细菌产生的杀虫毒素蛋白是近年来发现的一类高效、杀虫谱广的新型杀虫蛋白。此类毒素蛋白对多种昆虫具有注射和口服毒性 ,在同一菌株中有多个杀虫基因 ,各杀虫蛋白基因之间具有协同毒力效应 ,杀虫蛋白基因在大肠杆菌和植物中表达的毒素蛋白对多种害虫具有口服毒性。     

苏云金芽胞杆菌抗癌晶体蛋白的研究进展

抗癌晶体蛋白(parasporins,PS)是由没有杀虫活性的苏云金芽胞杆菌产生的一种晶体蛋白,在经过蛋白酶酶解后产生的活性多肽对来自人类不同组织的癌细胞具有特异性细胞毒性,而对正常细胞具有较低毒性或不具有毒性,是一种具有很大潜力的微生物抗癌蛋白。就最近几年苏云金芽胞杆菌中已发现的抗癌晶体蛋白的种类、结构特征、细胞活性谱和杀虫机制进行简要概述。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白毒性片段的结构域在毒杀昆虫中的作用

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性片段包含三个不同的结构域,通过对毒性片段编码基因的定点诱变和体外重组,已经对结构域的功能有了较清晰的认识,一般认为结构域Ⅰ参与孔道的形成,结构域Ⅱ决定毒素与受体的特异性结合,结构域Ⅲ主要调节毒素的活性。本文根据国外研究,从毒素蛋白质结构的不同组织层次,阐述了这些区域的结构与其功能的关系。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白毒性片段的结构域在毒杀昆虫中的作用

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性片段包含三个不同的结构域。通过对毒性片段编码基因的定点诱变和体外重组,已经对结构域的功能有了较清晰的认识。一般认为结构域Ⅰ参与孔道的形成,结构域Ⅱ决定毒素与受体的特异性结合,结合域Ⅲ主要调节毒素的活性。本文根据国外研究,从毒素蛋白质结构的不同组织层次、阐述了这些区域的结构与其功能的关系。     

鳞翅目昆虫中肠Bt杀虫蛋白受体研究进展

杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs;含有Cry和Cyt 2大家族)和营养期杀虫蛋白(vegetative insecticidal proteins,Vips)等Bt杀虫蛋白可有效防治鳞翅目害虫,其中Cry应用最广泛。然而,一些地区的鳞翅目害虫已对Bt杀虫蛋白产生了抗性。目前,普遍认为鳞翅目昆虫中肠受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变是导致其对Bt杀虫蛋白产生抗性的最主要因素。在鳞翅目昆虫中,Cry受体是研究得最为透彻的Bt受体,已经被证实的有氨肽酶N、钙黏蛋白、碱性磷酸酶和ABC转运蛋白等。Vips杀虫蛋白类与鳞翅目昆虫中肠受体的结合方式与Cry杀虫蛋白相似,但结合位点与Cry杀虫蛋白不同。本文从结构特点、作用机制及不同鳞翅目昆虫间的表达差异等角度对以上4种鳞翅目昆虫中肠Bt受体进行了综述,并提出如下展望:(1)以棉铃虫或小菜蛾等鳞翅目昆虫为农业害虫模式生物进行深入研究,阐明其对Bt杀虫蛋白产生抗性的机制,为研究其他鳞翅目农业害虫对Bt杀虫蛋白产生抗性的机制提供理论借鉴;(2)鉴于在不同鳞翅目昆虫间,中肠Bt受体与Bt杀虫蛋白结合存在差异,且同一Bt杀虫蛋白与鳞翅目昆虫Bt受体并不专一性结合,Bt杀虫蛋白多基因组合策略是较为有效的田间鳞翅目昆虫防治策略,是今后一段时间内Bt杀虫蛋白应用的发展方向。     

Proteins as active compounds involved in insecticidal activity of mushroom fruitbodies

Many mushrooms are toxic to insects. To identify the chemicals involved in insecticidal activity, the toxicity of 14 species has been studied for water solubility, thermolability, and dialysis. The data strongly suggest that proteins are responsible for most of the insecticidal activity of mushroom fruitbodies and may be a source of genes available for plant protection against insects. Among proteins, lectins and hemolysins were good insecticide candidates because the toxicities were not affected by protease.     

Plant lectins as defense proteins against phytophagous insects

One of the most important direct defense responses in plants against the attack by phytophagous insects is the production of insecticidal peptides or proteins. One particular class of entomotoxic proteins present in many plant species is the group of carbohydrate-binding proteins or lectins. During the last decade a lot of progress was made in the study of a few lectins that are expressed in response to herbivory by phytophagous insects and the insecticidal properties of plant lectins in general. This review gives an overview of lectins with high potential for the use in pest control strategies based on their activity towards pest insects. In addition, potential target sites for lectins inside the insect and the mode of action are discussed. In addition, the effect of plant lectins on non-target organisms such as beneficial insects as well as on human/animal consumers is discussed. It can be concluded that some insecticidal lectins are useful tools that can contribute to the development of integrated pest management strategies with minimal effect(s) on non-target organisms.     

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。     

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。     

苏云金杆菌Vip蛋白经历正向达尔文选择的证据

营养期杀虫蛋白(Vip)是苏云金杆菌在营养期所产生的一类新型杀虫蛋白,代表了第二代转基因杀虫蛋白,它能在一定程度上克服许多害虫对δ-内毒素低敏感或者不敏感的缺陷。但是,目前和已经深入研究的δ-内毒素相比较,有关Vip蛋白结构和功能关系方面的报道还甚少。本文采用最大似然方法和基于最大简约的滑窗分析对Vip蛋白的分子进化机制进行了评价。结果发现Vip蛋白在进化过程当中经历了正选择,并采用贝叶斯方法确定了16个正选择氨基酸残基。有意思的是所有这些正选择残基都位于Vip蛋白C端从705到809的区域。当把这些正选择残基定位到二级结构和三级结构时,发现绝大部分正选择残基都暴露在Vip蛋白空间结构的表面并且聚集在环的区域。推测Vip蛋白分子进化的机制应该是受到了正选择压力而不是功能约束的松弛。导致Vip蛋白C端多样性的潜在正选择压力可能是Vip蛋白为了在和目标昆虫之间竞争取得优势,或者是为了扩大Vip蛋白的杀虫范围。文中确定的经历了正选择残基很有可能是和昆虫宿主范围有关,因此可以为今后研究Vip蛋白的结构和功能提供相应的靶点。     

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。     

Effective bacterial insecticidal proteins against coleopteran pests: A review

Coleoptera, the order of insects commonly referred to as beetles, are able to survive in various environments, and thus, comprise the largest order in the animal kingdom. Coleopterans mainly include coprophagous and phytophagous lineages, and many species of the latter lineage are serious pests. In addition to traditional chemical methods, biocontrol measures using various bacterial insecticidal proteins have also gradually been developed to control these insect pests. In this review, we summarized the possible coleopteran‐pest‐specific bacteria and insecticidal proteins that have been reported in the literature thus far and have provided a comprehensive overview and long‐term guidance for the control of coleopteran pests in the future.     

Effect of C-terminus site-directed mutations on the toxicity and sensitivity of Bacillus thuringiensis Vip3Aa11 protein against three lepidopteran pests

The insecticidal activities and specificities of the Vip3Aa proteins derived from different Bt strains are very different, although the similarities between these proteins are higher than 95%. In this study, we hypothesised that the differences in Vip3Aa11 and Vip3Aa39 C-terminal amino acids determine their differences in insecticidal activity against three Lepidoptera insects. To find the amino acid residues associated with insecticidal activity, nine different amino acid residues of Vip3Aa11 were substituted with the corresponding amino acid residues from Vip3Aa39 by site-directed mutagenesis. The toxicity of each protein was estimated by bioassays, and the results demonstrated that the mutant Y784N lost its insecticidal activity against three insects (Agrotis ipsilon, Helicoverpa armigera, and Spodoptera exigua). The insecticidal activity of S543N, I544L, and S686R against S. exigua increased 5-fold, 2.65-fold, and 8.98-fold, while the toxicity to H. armigera and A. ipsilon slightly decreased compared with that of the Vip3Aa11 protein. These findings indicate that the amino acid residues Ser⁵⁴³, Ile⁵⁴⁴, Thr⁶⁸⁵, Ser⁶⁸⁶, Arg⁷⁰⁴, Ile⁷⁸⁰, and Tyr⁷⁸⁴ may be insecticidal activity-related residues. Additionally, the trypsin activation of the four mutants indicated that all proteins can form a 62-kDa core fragment, except Y784N. A possible association between the insecticidal activity and trypsin sensitivity of Vip3A proteins is suggested.