苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白的结构与功能研究进展

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis）杀虫晶体蛋白的毒性肽由三个典型的结构域组成.结构域Ⅰ位于肽链的N端,为一组由6～7个两亲的α螺旋围绕着一个疏水的α螺旋形成的α螺旋束,参与了细胞膜的穿孔;结构域Ⅱ位于肽链的中间,为三组以“希腊钥匙”（Greek key）拓扑结构连接在一起的反平行的β折叠片层,其顶端的突环参与了毒素与受体蛋白的结合;位于C端的结构域Ⅲ是由两组反平行的β折叠片层组成的夹心结构,以β果酱卷(jelly roll)拓扑结构排列,可能能够防止蛋白酶对毒素分子的过度降解.     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因的分类

１９８９年Ｈｏｆｔｅ和Ｗｈｉｔｅｌｅｙ根据氨基到序列的同源性和杀虫谱双重标准将苏云金芽胸杆菌杀虫晶体蛋白基因划分为５类１４亚类。根据双重标准出现的问题和冲突,给分类带来了困扰,为此１９９５年,只根据氨基酸序列的同源性进行分类。现已将基因分为２１群,４４亚群,６４类,１１６个亚类。本文介绍了纳入新系统的条件、分类原则、命名方法、定名步骤和分类中值得注意的问题。     

苏云金芽胞杆菌YBT1520杀虫晶体蛋白基因的属性

通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交发现高毒力苏云金芽胞杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）ＴＢＴ－１５２０菌株含有两个杀虫晶体蛋白基因片段,其５’＝末端所在ＨｉｎｄⅢ片段分别为６．８ｋｂ和４．６ｋｂ,它们对应的基因分别命名为ｃｒｙ２１８和ｃｒｙ４．６。经ＰＣＲ鉴定,该菌含有ｃｒｙ１Ａａ、ｃｒｙ１Ａｂ和ｃｒｙ１Ａｃ基因,以及ｃｒｙ２基因,其中ｃｒｙ２１８属于ｃｒｙ１Ａｃ。分析了ｃｒｙ１Ａｃ基因     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因的分类

１９８９年Ｈｏｆｔｅ和Ｗｈｉｔｅｌｅｙ根据氨基酸序列的同源性和杀虫谱双重标准将苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因划分为５类１４亚类。根据双重标准出现的问题和冲突,给分类带来了困扰,为此１９９５年,只根据氨基酸序列的同源性进行分类。现已将基因分为２１群,４４亚群,６４类,１１６个亚类。本文介绍了纳入新系统的条件、分类原则、命名方法、定名步骤和分类中值得注意的问题。     

转苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因抗虫植物的研究进展与商品化

本文综述了转ICPs基因植物从ICPs在植物中低表达,具杀虫效应到高表达而进行田间应用试验的研究进展及转ICPs抗虫植物的商品化现状。     

苏云金芽胞杆菌菌株YBT833含不同杀虫晶体蛋白基因转化子的特性

用电脉冲方法将含有苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因ｃｒｙ１Ｃ的重组质粒ｐＢＭＢＬＣ转入野生菌株ＹＢＴ８３３,获得含不同杀虫晶体蛋白基因的４个转化子。质粒检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证明它们均为菌株ＹＢＴ８３３含重组质粒ｐＢＭＢＬＣ的转化子。ＰＣＲ扩增表明,转化子ＹＢＴ８３３－１保留了原有的杀虫晶体蛋白基因;转化子ＹＢＴ８３３－２丢失了基因ｃｒｙ１Ａｂ;转化子ＹＢＴ８３３－３则丢失了所有的杀虫晶体蛋白基     

苏云金芽胞杆菌YBT1520杀虫晶体蛋白基因的属性

通过Southern杂交发现高毒力苏云金芽胞杆菌(\%Bacillus thuringiensis)\% YBT1520菌株含有两个杀虫晶体蛋白基因片段,其5’末端所在HindⅢ片段分别为68kb和46kb,它们对应的基因分别命名为cry218和cry46。经PCR鉴定,该菌含有cry1Aa\,cry1Ab和cry1Ac基因,以及cry2基因,其中cry218属于cry1Ac。分析了cry218基因4190bp的核苷酸序列,在杀虫晶体蛋白基因分类系统中被命名为cry1Ac10。结合Southern杂交和PCR结果可判断3个cry1A基因的拷贝数不同,其中cry1Ac拷贝数最高,YBT1520菌株与其它库斯塔克亚种的杀虫晶体蛋白基因所在限制性内切酶位置明显不同。     

两株苏云金芽胞杆菌晶体与芽胞形成过程的细胞学对比分析

苏云金芽胞杆菌(Bt)中绝大多数杀虫晶体蛋白(ICPs)的表达依赖于芽胞形成,为了从细胞水平研究晶体与芽胞形成之间的关系,本文选用Bt 4.0718与工程菌BtΔleuB为研究对象,利用FM4-64对不同生长阶段的菌体细胞染色,并用激光共聚焦扫描显微镜进行了对比观察和分析。结果显示,Bt 4.0718芽胞的发育依次经历了不对称隔膜和内吞形态学阶段后,能顺利进入下一个发育阶段,直至完成芽胞发育过程后母细胞凋亡裂解;而BtΔleuB细胞进入不对称隔膜期的时间明显延迟,且芽胞发育被阻滞于内吞阶段,伴胞晶体形成最早于不对称隔膜期可见,并且晶体体积继续增大直至细胞死亡。qRT-PCR结果显示,σ~E、spoIIR和spoIIGA的高水平转录是维持BtΔleuB细胞中ICPs正常表达的关键因素。本研究结果对进一步揭示晶体与芽胞形成之间的关系及构建性状优良Bt工程菌具有一定的参考价值。     

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。     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白作用的分子机制研究进展

本文主要综述了苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）杀虫晶体蛋白在分子水平上作用机制的研究进展。杀虫晶体蛋白酶活化后形成的毒性肽一般由三个结构域组成。在杀虫过程中,毒性肽首先通过结构域Ⅱ或结构域Ⅲ的特殊部位与昆虫中肠上皮细胞膜上的受体蛋白发生专一性结合。这一结合开始是可逆的,随后发生紧密的不可逆结合。继而诱发毒性肽分子发生空间构象变化,便得结构域Ⅰ中的某些α－螺旋从α－螺旋束中弹出并插入细胞膜,并通过寡聚合作用造成膜穿孔,导致细胞渗透平衡破坏、中肠破裂、昆虫死亡。     

苏云金芽孢杆菌及其杀虫晶体蛋白 作用机制的研究进展

综合叙述了苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis和杀虫晶体蛋白的作用机制及在不同水平上解释这些机制的一些流行模型和有关亚分子结构的作用。     

苏云金芽胞杆菌重组工程菌研究进展

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)可以产生对多种农业害虫有毒性的晶体蛋白(Insecticidal crystal protein,ICP),是目前世界上使用范围最广、应用最成功的杀虫微生物.已经发现苏云金芽胞杆菌可以对包括鳞翅目、鞘翅目、直翅目等在内的9个目500多种昆虫具有杀虫活性①,同时对某些螨类、吸虫、鞭毛虫及动植物线虫也有一定的活性.     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白作用的分子机制研究进展

本文主要综述了苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白在分子水平上作用机制的研究进展。杀虫晶体蛋白经蛋白酶活化后形成的毒性肽一般由三个结构域组成。在杀虫过程中,毒性肽首先通过结构域Ⅱ或结构域Ⅲ的特殊部位与昆虫中肠上皮细胞膜上的受体蛋白发生专一性结合。这一结合开始是可逆的,随后发生紧密的不可逆结合。继而诱发毒性肽分子发生空间构象变化,使得结构域Ⅰ中的某些α螺旋从α螺旋束中弹出并插入细胞膜,并通过寡聚合作用造成膜穿孔,导致细胞渗透平衡破坏、中肠破裂、昆虫死亡 。     

苏云金芽胞杆菌转座因子的转座机理及其与杀虫晶体蛋白基因的关系

各种苏云金芽胞杆菌在杀虫毒力和杀虫谱上有很大差异。研究表明,这种特异性的杀虫毒力与存在于苏云金芽胞杆菌内的转座因子有密切关系,不同类型的转座因子其转座方式各异,总的来说可分为３种,即同源重组、转座重组和特异位点重组。这种转座过程的发生往往伴随着苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白的变异,这在基因工程菌的构建和杀虫多样性的研究上有着重要意义。     

苏云金芽胞杆菌的遗传多样性II. 杀虫晶体蛋白及其基因型

苏云金芽胞杆菌因为产生伴胞晶体而在表型上区别于其他近缘种,而伴胞晶体具有杀虫活性而受到人们的普遍关注和重视。本文通过杀虫晶体蛋白及其基因型,以及携带杀虫晶体蛋白基因的质粒类型在苏云金芽胞杆菌中的不同分布阐述了杀虫晶体蛋白及其基因的多态性。 Abstract: Bacillus thuringiensis is phenotypically different from other Bacillus species,which are very closely related to B. thuringiensis.only by the presence of crystal protein,and is studied systematically because of insecticidal activity of crystal protein.In the aper,we reviewed genetic diversity of insecticidal crystal protein and its genotype by analysing the type of crystal protein,cry gene and plasmid bome cry gene and their distribution inB. thuringiensis.     

苏云金芽胞杆菌转座因子的类群和结构

苏云金芽胞杆菌的活性成分主要是杀虫晶体蛋白（ICPs）。已经证明,大多数编码这些蛋白的基因定位于质粒上,在结构上总是与插入序列和转座子相联系。这些具有转座活性的流动因子参与了杀虫晶体蛋白基因的转移,在苏云金芽胞杆菌ICPs基因的变异性上起着极其重要的作用。本文系统介绍苏云金芽胞杆菌转座因子的分类及结构等研究进展,为有目的地利用转座因子提供参考。     

类似S-层蛋白的苏云金芽胞杆菌伴胞晶体蛋白基因的克隆

芽胞杆菌CTC菌被鉴定为苏云金芽胞杆菌,鞭毛血清型H2,幕虫亚种;产生卵圆形伴胞晶体,伴胞晶体蛋白为100kD;测定了该蛋白 N－末端序列,该序列与炭疽芽胞杆菌的细胞表面S－层蛋白具92－93％相似性,根据Southern杂交制作了该晶体蛋白基因ctc所在位置的限制性酶切图谱,分别克隆了该基因5’和3’端所在2．9kb XbaI片段和3．1kb Cla I DNA片段,彼此间具0．6kb重叠,通过拼接获得含完整ctc基因的克隆,含该基因的大肠杆菌与表达S－层蛋白的大肠杆菌具相似生长特征,初步表明CTC菌株的伴胞晶体由细胞表面S－层蛋白组成,苏云金芽胞杆菌区别于蜡状芽胞杆菌和炭疽芽胞杆菌的唯一标准是能形成伴胞晶体,由于S－层是细胞表面的结构成分,本文对CTC菌株鉴定为苏云金芽胞杆菌以及伴胞晶体作为苏云金芽胞杆菌鉴别的唯一标准提出了质疑。     

苏云金芽胞杆菌cry1A启动子上游区缺失体的研究

利用ＰＣＲ方法，设计相应的扩增引物，以ｐＨＴ／２７２ｕｐ－ｐＳＧＮＵ质粒ＤＮＡ为模板，扩增得到缺失相应序列的上游片段，然后将其连接到ｐＨＴ－ｐＳＧＭＵ穿梭载体的ＢｒＩ－ｌａｃＺ融合基因表达的影响。结果表明，缺失反向重复区，保留弯曲区（ＰＣＲＡ），对ＢｔＩ－ｌａｃＺ融合基因在库斯塔克亚种菌株８０－２１中的表达与完整上游区的增强作用相一致，而在鲇泽亚种中，ＢｔＩ－ｌａｃＺ基因表达量明显比未缺失体低。这     

类似S-层蛋白的苏云金芽胞杆菌伴胞晶体蛋白基因的克隆

芽胞杆菌CTC菌株被鉴定为苏云金芽胞杆菌 ,鞭毛血清型H2 ,幕虫亚种 ;产生卵圆形伴胞晶体 ,伴胞晶体蛋白为 1 0 0kD ;测定了该蛋白的N 末端序列 ,该序列与炭疽芽胞杆菌的细胞表面S 层蛋白具 92 %～ 93%相似性 ;根据Southern杂交制作了该晶体蛋白基因ctc所在位置的限制性酶切图谱 ,分别克隆了该基因 5′和 3′端所在的 2 9kbXbaI片段和 3 1kbClaIDNA片段 ,彼此间具 0 6kb重叠 ,通过拼接获得含完整ctc基因的克隆。含该基因的大肠杆菌与表达S 层蛋白的大肠杆菌具相似生长特征。初步表明CTC菌株的伴胞晶体由细胞表面S 层蛋白组成。苏云金芽胞杆菌区别于蜡状芽胞杆菌和炭疽芽胞杆菌的唯一标准是能形成伴胞晶体 ,由于S 层是细胞表面的结构成分 ,本文对CTC菌株鉴定为苏云金芽胞杆菌以及伴胞晶体作为苏云金芽胞杆菌鉴别的唯一标准提出了质疑     

苏云金芽胞杆菌spoIIID基因缺失突变株的特点

摘要：【目的】构建苏云金芽胞杆菌spoIIID基因缺失突变株,并研究其与出发菌株的表型及性质差异。【方法】采用基因同源重组技术敲除了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株中的spoIIID基因,构建了spoIIID缺失突变株,测定生长曲线,并通过扫描电子显微镜观察,芽胞计数分析及SDS-PAGE 蛋白电泳比较突变株与出发菌株的差异。构建遗传互补菌株,观察菌株性状的回复情况。【结果】通过温敏载体同源重组敲除技术获得了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株spoIIID基因缺失突变株,生长曲线测定表明,突变株较出发菌株在平稳期后期生长较缓和;扫描电子显微镜观察和芽胞计数分析显示,突变株基本丧失了形成芽胞的能力,但依然形成晶体。SDS-PAGE结果显示,在 SSM培养基中,突变株对伴胞晶体蛋白的形成量影响并不显著;在营养较富集的Luria-Bertani培养基中,突变株中伴胞晶体蛋白的形成量较野生型和互补株明显降低。利用载体pHT315携带spoIIID操纵子互补突变株,互补株恢复了产生晶体和芽胞的能力。【结论】本研究证明spoIIID基因是苏云金芽胞杆菌芽胞形成所必需,同时与晶体蛋白的表达相关。