Cry1C蛋白对4种棉花害虫的致死效果

【背景】苏云金芽胞杆菌(Bt)属革兰氏阳性细菌,是目前世界上应用最广泛的杀虫剂。来自Bt的Cry1Ac基因自1997年商业化以来,其产生的蛋白对棉铃虫、红铃虫等鳞翅目害虫起到了很好的控制作用。但该基因对甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、玉米螟等害虫的控制作用较差,因此,需要寻找新的Bt基因亚型控制上述害虫。【方法】将Cry1C蛋白加到人工饲料上形成药膜后,接入低龄幼虫进行生物测定,以常规不加毒蛋白的饲料为对照,计算1、3、5、7 d后不同害虫的校正死亡率。【结果】随着Cry1C蛋白浓度的增加及时间的延长,甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的校正死亡率逐渐升高,Cry1C浓度为10μg·m L-1时,处理7 d后,甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的校正死亡率分别为100%和85.42%,表明甜菜夜蛾比斜纹夜蛾更敏感,而棉铃虫和玉米螟对Cry1C蛋白的敏感性较差。【结论与意义】Cry1C基因可作为控制棉田甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的有价值的候选基因,但是对棉铃虫和玉米螟无效。该研究为筛选新的Bt基因亚型用于防治不同的棉花害虫提供了数据参考。     

基于基因组与蛋白组分析挖掘高效杀虫菌株Bt S2480-1毒蛋白基因

[目的]鉴定苏云金芽孢杆菌野生型菌株Bt S2480-1的杀虫活性并挖掘该菌株含有的杀虫基因资源。[方法]采用Illumina Hiseq2000测序平台对Bt S2480-1菌株进行全基因组测序,通过生物信息学方法获得该菌株的基因组信息、基因预测以及毒蛋白基因预测识别;随后,利用LTQ-Obitrap nano-LC-MS/MS系统对该菌株的总蛋白进行了质谱分析;最后以致倦库蚊幼虫和甜菜夜蛾幼虫为靶标昆虫对该菌株进行了生物活性测定。[结果]Bt S2480-1基因组大小为6.2 Mb,GC含量为35.11%,拼接得到1个拟核和3个大质粒的可视化草图,预测编码基因6 297个,其中含有12个预测毒蛋白基因。Bt S2480-1菌株总蛋白在LTQ-Orbitrap MS/MS质谱分析中共有 1500个蛋白质获得鉴定,鉴定获得11个毒蛋白。Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊幼虫表现出非常高的杀蚊活性,而对甜菜夜蛾幼虫杀虫活性相对偏弱,其LC₅₀分别为27.636 μg/mL (95% FL:12.559‒61.707μg/mL)和496.833 μg/mg (95% FL:320.134-776.964μg/mg)。[结论]Bt S2480-1菌株基因组分析显示共含有12个预测毒蛋白基因,LTQ-Orbitrap MS/MS鉴定获得11个毒蛋白,Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊和甜菜夜蛾幼虫都具有杀虫活性。     

Cry2Ab蛋白对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾低龄幼虫的抗性

【背景】在我国,由于Bt棉的种植,棉铃虫和红铃虫等靶标害虫得到了控制,但棉田其他鳞翅目害虫如甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的危害仍较严重。美国商业化种植的双价棉BollgardⅡ所表达的Cry2Ab蛋白不仅对棉铃虫有较好的控制效果,而且对甜菜夜蛾和草地贪夜蛾有较好的控制作用。因此,该双价棉在我国被环境释放前,有必要研究其对棉田其他鳞翅目害虫的影响。【方法】在人工饲料中分别添加质量浓度为1．25、2．5、5．0、10．0和20．0μg·g^-1的Cry2Ab蛋白,采用生物测定的方法,在室内研究了其对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾低龄幼虫存活率和体质量抑制率的影响。【结果】随着Cry2Ab蛋白浓度的增大,甜菜夜蛾初孵幼虫和1龄幼虫的存活率逐渐降低,2龄幼虫和3龄幼虫以及斜纹夜蛾各龄期幼虫的存活率在不同浓度处理下与对照差异均不显著。但与对照相比,高浓度处理对这2种害虫各龄期幼虫的体质量均有显著影响。【结论与意义】高浓度Cry2Ab蛋白（10．0和20．0μg·g^-1）对甜菜夜蛾低龄幼虫有较好的控制作用,但对斜纹夜蛾低龄幼虫的控制效果不太理想。这为该双价基因棉花在我国的推广提供了依据。     

土壤中对甲虫有活性苏云金芽胞杆菌的筛选

近几年来,甲虫已成为十字花科蔬菜的头号害虫。本文采集了湖北省各地区192份土壤样品,分离到苏云金芽胞杆菌(简称Bt)菌株74株,以甲虫代表——黄粉虫为靶标昆虫筛选了15株典型Bt,得到一株对甲虫有活性的Bt L1;生物测定该菌的半致死浓度(LC50)为221.20μg·g-1;聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示L1至少具有3个杀虫晶体蛋白;PCR扩增杀虫晶体蛋白基因,测序发现Bt L1中含有cry1Ac,cry1Aa,cry1Ia基因,推测Bt L1中对甲虫活性的杀虫晶体蛋白基因为cry1Ia。     

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.     

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。     

对二点委夜蛾高毒力苏云金芽胞杆菌的筛选及其基因型分析

【目的】获得对二点委夜蛾Athetis lepigone(M(o|¨)schler)高毒力的苏云金芽胞杆菌(Bt)菌株,寻找对该虫具有特异杀虫活性的蛋白毒素,探索Bt菌株或其杀虫基因应用于二点委夜蛾防治的可行性。【方法】通过生物测定方法比较了36株苏云金芽胞杆菌和一株恶臭假单胞工程菌PHB-cry1Ab对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性,同时利用PCR-RFLP方法对这些菌株的基因型进行了分析。【结果】不同Bt菌株对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性差别很大,杀虫活性高的菌株都含有cry1Ac基因。饲毒72 h后含单基因的BtHD-73菌株(cry1Ac)对二点委夜蛾2龄幼虫的毒力(LC_(50)值为188.51μg/g)明显高于含多基因的Bt SC-40菌株(cry1Ac,cry2Ac,cry1I,vip3A)的毒力(LC_(50)值为418.13μg/g)。含有vip3A基因的Bt SC-40和BtHD-13营养期上清液对二点委夜蛾2龄幼虫表现出一定的杀虫活性(72 h死亡率分别达到42.5%和57.4%),而无vip3A基因的Bt HD-73营养期上清液未表现出明显的杀虫活性。【结论】由cry1Ac基因编码的Cry1Ac蛋白对二点委夜蛾幼虫具有特异杀虫活性,Vip3A蛋白对二点委夜蛾幼虫可能也有一定的杀虫活性。     

一株抑真菌、对甜菜夜蛾高效的苏云金芽胞杆菌菌株

为了扩大苏云金芽胞杆菌的杀虫谱及生防范围,通过抑真菌和杀虫生物活性测定,筛选到一株抑真菌并对甜菜夜蛾高效的菌株Bt519-1.此菌株对所测试的小麦赤霉、黄瓜灰霉等8种真菌都有不同程度的抑制作用,且完全抑制这些真菌孢子的萌发.通过室内生物测定发现该菌株对甜菜夜蛾具有很高的杀虫活性,半致死浓度(LC50>)仅为5.5 μg/mL.经特异引物检测,证明该菌株含有6种杀虫蛋白基因:crylAa、crylAb、crylAc、cry1I、cry2和vip3A.经SDS-PAGE分析,Bt519-1菌株分别产生分子量大约为135 kD～130 kD、95 kD、80 kD、70 kD和65 kD～60 kD的几种杀虫晶体蛋白.在有无几丁质的培养基中都能产生较高活性的几丁质酶.试验证明苏云金芽胞杆菌Bt519-1是一株既杀虫又拮抗真菌的多功能生防菌株.     

苏云金芽胞杆菌的鉴定及对椰子织蛾的致死作用

【背景】利用采集到的样品分离出苏云金芽胞杆菌菌株,针对椰子织蛾幼虫进行室内生物活性测定,以期获得对椰子织蛾幼虫具有高毒力菌株,并为椰子织蛾的生物防控提供理论和技术依据,同时为转Bt基因作物提供新的基因资源。【方法】在海南岛椰子织蛾潜在分布区采集样品,利用温度法筛选苏云金芽胞杆菌并进行形态学和分子生物学鉴定,采用浸叶法进行Bt菌株对椰子织蛾幼虫的生物活性测定。【结果】海南省保亭县土壤样品中筛选出8株菌株,电子显微镜下观察到该批菌株含有菱形、球形、方形晶体;通过分子生物学鉴定明确了6株菌株含有cry基因,2株没有鉴定出cry基因;利用相同浓度菌悬液对椰子织蛾幼虫进行了生物活性测定,结果表明,50μg·m L-1的BAT10菌株杀虫晶体蛋白对椰子织蛾幼虫的致死率达100%,同样浓度的29-15-4与BAT20菌株杀虫晶体蛋白对椰子织蛾幼虫的致死率超过80%,其余5株Bt的杀虫晶体蛋白致死率较低,致死率小于50%。【结论与意义】本试验筛选出1株高毒力菌株和2株效果较好的Bt菌株,可应用于椰子织蛾的生物防控。     

苏云金杆菌辅助蛋白P20对营养期杀虫蛋白Vip3A表达的影响

为检测苏云金杆菌辅助蛋白P20对Vip3A表达和杀虫活性的影响,将p20基因与vip3A基因相连构建了重组质粒pHVP20,然后电激转化至Bt中进行了共表达,以仅携带vip3A基因的质粒pHPT3作为对照质粒。Westernblot结果显示,当vip3A基因和p20基因在Bt无晶体缺陷株CryB中共表达时,Vip3A蛋白的最大表达量约是其在CryB(pHPT3)菌株中单独表达的1.5倍。生物测定结果表明,CryB(pHVP20)和CryB(pHPT3)菌株对初孵斜纹夜蛾幼虫的LC50值分别为48.79μg/mL和78.00μg/mL,这说明P20蛋白可以促进vip3A基因在Bt中的表达,但对提高Vip3A蛋白的杀虫毒力没有显著性帮助。     

闹羊花素-Ⅲ对斜纹夜蛾和小菜蛾的杀虫活性研究

报道了闹羊花素 Ⅲ对斜纹夜蛾和小菜蛾的杀虫活性。结果表明 ,闹羊花素 Ⅲ对斜纹夜蛾 5龄幼虫处理后 2 4h、48h和 72h的拒食中浓度分别为 16 93μg·ml-1、19 31μg·ml-1和 16 96 μg·ml-1,10 0 μg·ml-1浓度的闹羊花素 Ⅲ处理斜纹夜蛾幼虫 ,幼虫的平均发育历期为 2 2 .36d ,存活率为39 72 % ,化蛹率为 33 95 % ,处理后 72h的雌蛹重为 0 .2 96 g/头 ,均明显低于对照。以 5 0 0 μg·ml-1浓度的闹羊花素 Ⅲ处理小菜蛾幼虫 ,1d后的拒食率为 70 43% ,处理后 5d的化蛹率为 16 6 7% ,羽化率为 6 6 6 7% ,均明显低于对照     

苏云金芽孢杆菌vip3A基因的检测及保守性分析

Vip3A蛋白是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)在营养期分泌的一类新型杀虫蛋白。用PCR方法从114个Bl菌株和41个Bl标准菌株中筛选到39株即约25％的菌株含有vip3A基因。利用所制备的Vip3A蛋白的多克隆抗体对以上含有vip3A基因的Bt菌株进行Western印迹分析,发现多数PCR反应为阳性的菌株都产生89kD大小的蛋白,其中有4株没有Vip3A蛋白的表达。从以上菌株中挑选2个对夜蛾科害虫具有较高和较低毒力的菌株,即S101和6ll,并分别进行vip3A基因的克隆和测序,再与GenBank上所登录的其它6个全长vip3A基因和2个已报道的但未登录GenBank的vip3A基因进行核苷酸和氨基酸序列比较,结果表明,vip3A是一个极其保守的基因。将以上所克隆的2个却3A基因即vip3A—S101和vip3A-611分别插入表达载体pQE30构建了表达质粒pOTP-S101和pOTP-6ll,转化到大肠杆菌M15,经lmmol／L IPTG诱导后均表达89kD大小的Vip3A蛋白。蛋白可溶性试验表明,Vip3A-S101和Vip3A-611分别有48％和35％的蛋白是可溶的。将Vip3A-S101和Vip3A-6ll蛋白和已报道的Vip3A—S184蛋白对初孵斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫进行生物测定,结果表明,3个Vip3A蛋白对斜纹夜蛾幼虫毒力没有显著性差异,这说明了Vip3A个别氨基酸的变化对蛋白的杀虫活性没有影响。     

C12-水解印楝素A的制备、结构鉴定及生物活性

C12-水解印楝素A是将印楝素A C12位上的-COOCH3水解为-COOH而得到的印楝素衍生物。处理后24h和48h,C12-水解印楝素A对斜纹夜蛾3龄幼虫AFC50分别为3．44μg／mL和6．89μg／mL。处理后48h,3μg／mL C12-水解印楝素A对小菜蛾3龄幼虫的拒食率为73．59％,5μg／mL C12-水解印楝素A对棉铃虫3龄幼虫的拒食率为67．76％。3μg／mL C12-水解印楝素A处理后72h,小菜蛾3龄幼虫的校正死亡率为78．16％;5μg／mL C12-水解印楝素A处理后72h,棉铃虫3龄幼虫的校正死亡率为58．69％。     

野生Bc菌株产黑色素的研究

Bc58是一株野生蜡状芽抱杆菌菌株,经L-酪氨酸诱导后可产生红棕色色素。通过红外光谱及各种化学测定证明该色素与Sigma公司标准黑色素（Melanin）的性质相似。生测结果显示添加Bc58黑色素的Bt制剂经紫外照射5h后的LC50为16．1μg／mL,与未经紫外照射的Bt制剂的LC50 15．2μg／mL基本相同,而比未添加黑色素的Bt制剂经紫外照射后的杀虫毒力高出近1倍。经SDS—PAGE检测表明该黑色素可保护苏云金杆菌晶体蛋白在紫外光下基本不降解,表明Bc58黑色素是一种优良的紫外保护剂。     

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。     

斜纹夜蛾抗药性及其防治对策的研究进展

斜纹夜蛾Spodopteralitura是多种作物的重要害虫 ,对有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类以及Bt制剂等杀虫剂均产生抗药性。本文对斜纹夜蛾抗药性的形成与发展、抗性机理及其防治对策等方面进行了综述     

OB增效剂对斜纹夜蛾核多角体病毒的增效作用

本文以OB作为斜纹夜蛾核多角体病毒（Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus,SpltNPV）的增效剂,对斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫进行生物测定,结果表明,在0．25％-1．00％的浓度范围内,随着OB增效剂浓度的提高,其对斜纹夜蛾核多角体病毒的增效作用也随着提高,最高增效倍数达85．1倍;在2～4龄幼虫范围内,随着虫龄的增大,OB增效剂对斜纹夜蛾核多角体病毒的增效作用也增加;而随着温度的升高,增效剂的增效作用无显著提高。     

斜纹夜蛾的生物学和生态学研究

本对斜纹夜蛾的种群消长、性比、发育历期、发育起点温度与有效积温以及毒力测定进行了研究。结果表明：斜纹戎蛾幼虫的种群消长有两个高峰期;室内测得斜纹夜蛾的发育起点温度为13．26℃,全世代有效积温为485．54日度。5种药剂对斜纹夜蛾四龄幼虫的毒力从大到小顺序为：敌杀死、万灵、功走、敌敌畏和氧化乐果。     

对粉纹夜蛾高毒力cry9Ea基因的克隆及表达

【目的】从本实验室分离的Bt4菌株中克隆cry9Ea基因,并研究其表达和杀虫活性。【方法】以PCR-RFLP方法鉴定Bt4菌株含有cry9基因,然后以菌株Bt4的质粒为模板,利用全长引物F9EA/R9EA进行PCR扩增全长基因。【结果】将目的片段插入到表达载体pET21b,得到大肠杆菌重组表达质粒pETcry9Ea。转化E.coli BL21(DE3),诱导后表达130kDa的蛋白,再将cry9Ea7基因连接到穿梭载体pSXY422b,电激转化HD73-(cry-),得到工程菌BioHD9Ea7,提取Cry9Ea7晶体蛋白,并进行生物活性测定。生物活性测定结果显示Cry9Ea7蛋白对粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)初孵幼虫具有高毒力,LC50为0.044μg/mL,而对甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)初孵幼虫未显示活性。【结论】克隆和表达了一个对粉纹夜蛾高毒力的基因cry9Ea7,并成功构建了工程菌BioHD9Ea7。     

5种中国苏云金芽孢杆菌的伴孢 晶体蛋白基因分析

利用聚合酶联反应(PCR)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术分析了5种中国苏云金杆菌制剂菌株的伴孢晶体蛋白及其基因组成。结果发现,5种菌株均含有cry1Aa和/或c和/或d和/或b基因,只有Bt+Virus菌株含有cry1Ab基因,cry1A基因编码的伴孢晶体蛋白分子量约为130 kD;仅有JS-Bt C菌株含有cry1B基因,其编码的伴孢晶体蛋白分子量约为138 kD;除HB Bt C菌株外,其余4个菌株均含有cry2Aa和/或b基因,这类基因编码分子量为70 kD的伴孢晶体蛋白;所有5个菌株都含有cry1I基因,其编码的伴孢晶体蛋白分子量应为81.2 kD,但实验中未曾检测到cry1I基因的表达;所有的菌株都不含有cry1C和cry1D基因。