昆虫中肠Bt杀虫晶体蛋白毒素受体氨肽酶N的研究进展

鳞翅目昆虫中肠上皮细胞刷状缘膜(BBM)上的Bt杀虫晶体蛋白毒素受体氨肽酶N(APN)的结构和位点密度的改变是昆虫对Bt毒素的主要抗性机制之一,该文简要综述了APN受体的研究进展。每种昆虫中肠上皮细胞中有数种APNs,彼此间同源性较高,其中部分APNs为crylA家族毒素的功能性受体。不同种类昆虫的APNs受体,甚至同一种昆虫的不同类型APNs,其所结合的毒素种类可能不同。APNs决定该昆虫对crylA类毒素的敏感程度差异。有些抗性昆虫的APNs基因编码区发生了多个点突变。     

受体介导的鳞翅目昆虫对Bt毒素抗性机制进展

苏云金芽孢杆菌作为一种对人畜安全、环境友好型绿色杀虫剂在全球被广泛使用。Bt毒素与昆虫中肠上特定毒素受体结合并发挥作用,形成毒素穿孔导致昆虫死亡是其重要的杀虫机制之一,靶标害虫对Bt毒素产生抗性是制约转Bt作物长期有效种植和Bt毒素持续使用的重要因素。文中从鳞翅目昆虫中肠细胞Bt毒素重要受体的研究阐述昆虫对Bt的抗性机制,为Bt抗性机制的深入研究和对害虫的防控与治理提供了一定的理论参考。     

Cry毒素杀虫活性分子改造方法研究进展

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的Cry毒素为防治害虫提供了一种宝贵的资源。但昆虫中肠蛋白酶的活化作用在不同的昆虫中对Cry毒素的杀虫活性有限制性。分析了几种不同的策略来增加Cry毒素对靶标昆虫的毒性,包括结构域Ⅲ交换、结构域Ⅱ和结构域Ⅲ的突变以及其他突变。此外,还详细阐述了噬菌体展示技术进行毒素优化的方法,毒素优化能够增加Cry毒素对亲本Cry毒素敏感度较低的害虫的杀虫活性,以期为Cry毒素的分子改造和应用提供参考。     

钙粘蛋白与苏云金芽胞杆菌晶体毒素 互作机制研究进展

昆虫钙粘蛋白是苏云金芽胞杆菌晶体毒素的重要受体之一,本文简述了昆虫钙粘蛋白种类、结构特征和在昆虫体内的分布,对昆虫钙粘蛋白与苏云金芽胞杆菌毒素相互结合位点进行了较深入讨论;详细论述了苏云金芽胞杆菌晶体毒素作用孔洞模式和信号转导模式,并简要介绍了钙粘蛋白与昆虫抗性的关系.     

蝎β型昆虫毒素的结构及其与钠通道作用机制

蝎毒素是蝎为防卫的需要而产生的一系列活性短肽.其中蝎昆虫特异性毒素可特异性结合并调控昆虫可兴奋细胞膜上的钠离子通道,是研究离子通道结构与功能的首选探针,并在转基因抗虫植物及生物杀虫剂研究方面具有潜在的应用价值.本文对蝎β型昆虫毒素的结构与功能及其对钠离子通道的作用方式和β毒素的电压传感器捕获(voltage sensor-trapping)模型做一综述,为进一步揭示蝎β毒素的结构与功能的关系和在农作物抗虫领域的应用提供依据.     

昆虫对Ｂt毒素的抗性机理研究进展

文中综述了昆虫对苏云杆菌（Ｂt)毒素产生抗性的生化遗传机理及抗性的遗传及交叉抗性情况。昆虫对Ｂt毒素的抗性可能在６个环节发生,其中与毒素特异结合的受体上结合位点的改变及毒素水解过程中的变化是抗性产的两个主要环节。从现有的研究结果来看,实验室及田间抗性昆虫品系对Ｂt毒素产生的抗性主要与昆虫中肠上皮细胞膜上Ｂt毒素特异结合受体的变化有关,深入研究是昆虫对Ｂt毒素的抗性机理,将有助于建立抗性的早期监测技术、抗性治理措施,实施无公害Ｂt农药及转Ｂt基因作物的持续利用。     

苏云金杆菌毒素

苏云金杆菌产生的对昆虫有致病作用的毒素有７种,即α－外毒素、β－外毒素、γ－外毒素、δ－内毒素、不稳定外毒素、水溶性毒素、鼠因子外毒素。苏云金杆菌主要是经口感染昆虫,它杀死昆虫可由菌体本身的活动而引起,但是使害虫死亡的更主要的原因是菌体产生的毒素。毒...     

Cry毒素自然进化与作用机制研究进展

苏云金芽胞杆菌(简称Bt)产生的杀虫Cry毒素被广泛的运用于转基因作物害虫的有效防治。在Cry毒素家族中,Cry毒素的三维结构域引导它们自然进化,并产生大量结构和行为方式相似但在不同的昆虫中表现出不同特异性的Cry蛋白,同时Cry毒素家族也是对昆虫特异性分子研究的基础。简述了Bt本身及其发展历程,还详细阐述了Cry毒素在自然中完成昆虫特异性的进化及其作用机制。最后,对于Cry毒素杀虫活性的进化提出了一般性的策略。     

寄生性膜翅目昆虫毒素的生态机制及应用前景

膜翅目昆虫利用高效的毒素进行自身防卫、攻击猎物和调节寄主生长发育.从寄生性膜翅目昆虫毒素的产生、类别、组份、性质、毒素的生态功能以及毒素的作用机制等方面综述了寄生性膜翅目昆虫毒素的研究概况.膜翅目的泌毒器官起源于外胚层,由生殖系统的附腺演化而来.毒液由成熟雌蜂的毒腺或酸腺所分泌,并贮于毒囊中.昆虫毒素是成分复杂的混合物,已知膜翅目昆虫毒素中含有烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类、内酯类、酶类等多种化合物.寄生性膜翅目昆虫的毒素在提高自身适应能力方面的作用是巨大的,如通过麻痹寄主提高产卵成功的概率、通过抑制寄主的生长发育和免疫功能提高后代的存活率、通过干扰寄主的生理活动改善后代的营养需求等.体外寄生蜂毒素可造成寄主幼虫停止发育、永久性的麻痹甚至死亡,这类毒素常为抑性的、广谱的,一般作用于中枢神经系统或神经-肌肉连接点.而体内寄生蜂多为容性寄生,其毒液中含有多分DNA病毒（PDV）,PDV通过抑制寄主免疫系统而巧妙地调节寄主的生理活动和发育,影响寄主的正常变态,大多数种类直到寄主结茧或做好蛹室时才将其杀死在安全的场所,从而使寄生蜂后代能够顺利完成发育.容性寄生蜂毒素对PDV的功能具有显著的增效或协同作用,而不会使寄主产生永久性麻痹.PDV对寄生蜂本身是非致病性的,与寄生蜂是一种分子水平上的共生或依生关系.寄生性膜翅目昆虫毒素显示了良好的应用前景,特别是在开发人类医药和特异性生物杀虫剂方面.但分离和纯化毒液中各个活性成分是应用的前提,也是生化和毒理研究的需要.     

昆虫对Bt毒素的抗性与中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶系活性的关系

昆虫对苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）毒素产生抗性的机理很多,其中Bt毒素与中肠细胞膜上受体结合能力的变化、Bt毒蛋白在中肠中水解作用的变化是抗性产生的两个主要环节。本文综述了昆虫取食Bt毒素后其体内中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶活性的变化及这些变化与抗性之间的关系。结果表明,室内及田间对Bt毒素产生抗性的昆虫品系,可能与这三大酶系存在一定的关系。研究分析昆虫对Bt毒素的抗性机理,将有助于建立早期的抗性监测技术、实施抗性治理方案,实现Bt农药与转Bt基因作物的可持续利用。     

一些化学物质对苏云金芽孢杆菌Cry1Ac毒素与昆虫离体细胞相互作用的影响

为探讨苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）杀虫晶体蛋白与昆虫细胞的相互作用,以Bt Cry1Ac毒素和对该毒素敏感的粉纹夜蛾Trichoplusia ni离体细胞BTI-TN-5B1-4为材料,研究了一些化学物质对Cry1Ac毒素与昆虫离体细胞相互作用的影响.结果表明：N-糖基化抑制剂衣霉素、蛋白质合成抑制剂放线菌酮、胞吞作用抑制剂莫能菌素和胰蛋白酶预处理,都能不同程度地提高BTI-TN-5B1-4细胞对Cry1Ac毒素的敏感性,其中胰蛋白酶预处理的作用最明显;而N-乙酰半乳糖胺不能抑制Cry1Ac毒素对这种离体细胞的毒力.     

有毒昆虫及昆虫毒素的应用

世界各地从天上到地下、从水中到陆地都遍布数量庞大,品种繁多,形态各异的有毒昆虫。例如,白蚁就有2000多种,膜翅目中有毒的种类达700多种,由于许多昆虫毒素可用作医药,因此值得很好的研究和开发。 毒素是昆虫在生存竞争中摄食和防御的有效武器,毒素的成分、结构、机能及排毒方式不仅与环境有关,也与系统发育有关。     

芋螺毒素ImI的化学合成及其杀虫活性研究

为研究芋螺毒素Im I的杀虫活性,本研究采用化学方法合成芋螺毒素线性肽,经氧化折叠后质谱鉴定获得芋螺毒素Im I,采用MTT法和昆虫注射法研究其杀虫活性。结果表明采用化学合成法可以成功合成芋螺毒素线性肽,经氧化折叠后质谱鉴定形成2个二硫键;活性实验表明芋螺毒素Im I具有抑制昆虫细胞sf9生长的活性,半数有效量为0. 13 n M;对黄粉虫具有杀虫活性,半数致死剂量为0. 11μg/mg。通过化学合成法可以有效合成芋螺毒素Im I,其具有良好的杀虫活性,可为研发新型多肽类生物杀虫剂奠定基础。     

生物防治

苏云金芽抱杆菌贴泽毒素(55kDa)对鳞翅目昆虫的毒性到对双翅目昆虫的毒性的变化至今还没有在其它苏云金芽抱杆菌田(Bt)毒素上观察到.这种变化是由于     

昆虫对生物农药的抗性机制及对策

本文综述了昆虫对B.t等生物杀虫剂的抗性机制及延缓昆虫抗性发展所应采取的措施.昆虫通过下列不同机制产生抗生:1)昆虫的血淋巴对B.t等生物杀虫剂的营养细胞的抑制作用.2)各种来源的蛋白酶对毒素蛋白的过度降解作用.3)昆虫中肠沉淀蛋白对毒素蛋白的沉淀作用.4)中肠上皮修复能力增强.5)中肠的吸附位点对毒素蛋白的亲和力下降.通过加强对B.t菌株的选育,合理科学的用药方式及采用不同的模式进行植物基因操作以提高杀虫蛋白的表达和活性等综合措施,减缓和降低昆虫抗性的发展.     

昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌伴孢晶体毒力的影响

综述了昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis伴孢晶体毒力的影响。中肠液的酸碱度和蛋白酶是影响伴孢晶体溶解与原毒素活化的两大因素。中肠液的酸碱度不仅影响到伴孢晶体的溶解速度,还影响到各种蛋白酶的活性表现;而蛋白酶则直接参与了原毒素的活化,其组成与活性影响着原毒素的活化速度和杀虫专一性。因中肠液蛋白水解能力过高而导致原毒素的过度降解是某些昆虫对苏云金芽孢杆菌低度敏感的主要原因,而中肠液对原毒素活化能力的降低则与昆虫抗性的形成有关。此外,中肠液的沉淀作用及其它生理生化特性也影响着原毒素毒力的正常发挥。     

美国发现首例抗Bt棉的害虫

2003—2006年间,在美国密西西比河州和阿肯色州的大片田地里发现了抗苏云金芽孢杆菌（Baclllus thuringiensis,简称Bt）的棉铃虫Helicoverpa zea。这是首例发现的对Bt作物具有抗性的昆虫。所谓Bt作物就是能产生Bt毒素杀死某些有害昆虫的作物,这些Bt毒素在自然界中由苏云金芽孢杆菌产生,因此缩写为Bt。     

棉铃虫和甜菜夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶活性测定以及活化、降解Cry1Ac毒素分析

昆虫中肠对Bt原毒素活化与对活化毒素降解的变化被认为是害虫对Bt产生的机制之一,研究比较棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)与甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)的中肠液、BBMV蛋白酶的活性,通过SDS-PAGE分析2种昆虫对原毒素的活化速度与对活化毒素的降解速度。2种昆虫的中肠液蛋白酶活性均显著高于BBMV蛋白酶活性,中肠液与BBMV均能迅速活化原毒素并继续降解活化后的毒素,与中肠液相比,BBMV对原毒素的活化与对活化毒素的降解均慢于中肠液,甜菜夜蛾对毒素的活化与降解又慢于棉铃虫。另外,还测定抑制剂对中肠液蛋白酶活性的抑制作用,结果表明,各抑制剂对棉铃虫和甜菜夜蛾相应酶活性的抑制表现出相同的趋势,TLCK对丝氨酶蛋白酶具较好的抑制作用,而PMSF对胰蛋白酶的抑制作用次之,TPCK对胰凝乳蛋白酶的抑制作用较弱。     

棉铃虫和甜菜夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶活性测定以及活化、降解CrylAc毒素分析

昆虫中肠对Bt原毒素活化与对活化毒素降解的变化被认为是害虫对Bt产生的机制之一,研究比较棉铃虫Helicoverpa armigern（Hǔbner）与甜菜夜蛾Spodoptera exigm（Hǔbner）的中肠液、BBMV蛋白酶的活性,通过SDS-PAGE分析2种昆虫对原毒素的活化速度与对活化毒素的降解速度。2种昆虫的中肠液蛋白酶活性均显著高于BBMV蛋白酶活性,中肠液与BBMV均能迅速活化原毒素并继续降解活化后的毒素,与中肠液相比,BBMV对原毒素的活化与对活化毒素的降解均慢于中肠液,甜菜夜蛾对毒素的活化与降解又慢于棉铃虫。另外,还测定抑制剂对中肠液蛋白酶活性的抑制作用,结果表明,各抑制剂对棉铃虫和甜菜夜蛾相应酶活性的抑制表现出相同的趋势,TLCK对丝氨酶蛋白酶具较好的抑制作用,而PMSF对胰蛋白酶的抑制作用次之,TPCK对胰凝乳蛋白酶的抑制作用较弱。     

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。