Photorhabdus luminescens LN2转座突变菌株的研究

发光杆菌属Photorhabdus细菌与异小杆属Heterorhabditis昆虫病原线虫的共生关系是这类生物杀虫剂产业化生产和田间应用的基础。本文采用Tn5转座方法构建了共生细菌P. luminescens LN2突变体库;从中筛选出一个对其共生线虫H. indica LN2的生长繁殖有显著促进作用的突变菌株（LN2-M2716）;测定了该突变菌株的菌落特征、对大蜡螟Galleria mellonella及非特异共生线虫H. bacteriophora H06的毒性、对线虫产量的影响。结果显示,LN2-M2716菌株在菌落形态、色素分泌、过氧化氢酶反应、荧光、食物信息作用以及对大蜡螟毒力等方面与野生型菌株差异不明显;但对非特异共生线虫H. bacteriophora H06的毒性及对特异共生线虫H. indica LN2生长繁殖的促进作用方面均明显高于野生型菌株。论文结果为构建支持线虫高产的菌株提供了关键技术。     

一株分离自土壤的蜡蚧菌的鉴定及对烟草粉斑螟的致病性

【目的】蜡蚧菌Lecanicillium是自然界一类重要的昆虫病原真菌,为了获取更多的蜡蚧菌作为控虫真菌资源,对从森林中的根际土壤分离得到的一株蜡蚧菌进行鉴定以及与其他几种病原真菌进行烟草粉斑螟Ephestia elutella的致病性对比。【方法】采用形态特征比较和转录间隔区(ITS)序列构建分子系统树对从贵州贵定松林下土壤中分离的菌株进行综合鉴定,采用浸虫法对烟草粉斑螟3龄幼虫进行致病性筛选。【结果】根据形态特征比较和系统发育分析,该真菌为丝枝蜡蚧菌Lecanicillium aphanocladii。在测试菌株中,环链棒束孢Isaria cateinannulata、球孢白僵菌Beauveria bassiana和丝枝蜡蚧菌对烟草粉斑螟3龄幼虫7 d的校正死亡率分别为79.22%,64.92%和77.92%,表现出较好的致死效果。【结论】丝枝蜡蚧菌对烟草粉斑螟幼虫的致死效果较好,可用作仓储内烟草粉斑螟的生物防治资源。     

芜菁夜蛾线虫和嗜菌异小杆线虫寄生特性的比较

对2种昆虫病原线虫(芫菁夜蛾线虫Steinernema feltiae Filipjev和嗜菌异小杆线虫Heterorhaditis bacteriphora Poinar)的生物学特性进行研究。结果表明:在25℃下,在大蜡螟Galleria mellonella L.幼虫体内完成1个侵染周期芫菁夜蛾线虫Otio品系需220～230h,嗜菌异小杆线虫15-2品系需200～210h。15-2品系比Otio品系具有较强的繁殖力。2种线虫侵染大蜡螟幼虫的温度范围均为20～30℃,在此温度范围内,Otio品系的侵染力和运动能力均强于15-2品系。当土壤含水量(w/w)为5%～15%,线虫的侵染活性最高,随湿度降低线虫的侵染活性明显降低。     

高毒力昆虫病原线虫共生细菌菌株的筛选及其杀虫活性的检测

昆虫病原线虫共生细菌是寄生在昆虫病原线虫肠道的一种细菌,二者互惠共生。实验采用6个不同种的菌株为筛选材料。共生细菌菌株的培养液经85%饱和度的(NH₄)_2SO4盐析,浓缩冻干得到杀虫粗提物。以粗提物注射大蜡螟Galleria mellonella、饲喂玉米螟Ostrinia furnacalis和棉铃虫Helicoverpa armigera,发现Xenorhabdus nematophilus D43、X.bovienii A54、Photorhabdus luminescens HZL和CB-8等4个菌株发酵液的粗提物对昆虫有高的血腔毒性,菌株A54对昆虫又有高的胃毒效果。由此确立A54为高毒力的菌株,其杀虫活性表现为：注射大蜡螟48 h的死亡率为80%,96 h为93.3%;粗提物饲喂玉米螟,72 h死亡率为53.3%,120 h死亡率为100%;饲喂棉铃虫,72 h死亡率为80.1%,120 h死亡率为90%。杀虫粗提物经DEAE-52柱层析分离,得到一个穿透峰和三个盐的梯度洗脱峰,其中穿透峰对昆虫有很好的胃毒效果,但没有血腔毒性;三个盐峰均有很高的血腔毒性,但没有胃毒作用。穿透峰样品饲喂2龄、3龄棉铃虫也有很好的杀虫活性,96 h 2龄棉铃虫的死亡率为65%,3龄棉铃虫的死亡率为30%;处理96 h的棉铃虫同处理前相比体重下降,未死棉铃虫体重明显低于对照。     

光杆菌(NLK-1) Txp40毒蛋白基因克隆表达及预测

【背景】光杆菌存在于嗜菌异小杆线虫肠道内,并与其互惠共生,其能够产生多种高效、广谱的杀虫蛋白及毒素,是近年来继苏云金芽胞杆菌(Bt)之后挖掘新型杀虫蛋白及杀虫基因的热点研究对象。【目的】克隆Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,分析其与已知其他同属共生菌相似毒蛋白在基因序列、蛋白组成、理化性质及构象的区别,构建原核表达载体并转化大肠杆菌进行诱导表达,初步测定其杀虫活性。【方法】采用侵染的大蜡螟幼虫血腔直接分离初生型共生细菌,根据已报道的序列经比对分析设计引物,扩增目的基因,连接克隆质粒p MD19-T后测序,利用Expasy在线Prot Param tool预测其基本理化特性参数,NPS@-Network Protein Sequence Analysis在线工具进行二级结构预测。通过克隆、酶切、连接目的基因在p ET28a原核表达载体上,转化大肠杆菌BL21中,利用蓝白斑筛选阳性克隆,测序验证后进行IPTG诱导表达;菌体超声破碎离心,以毒蛋白含量较高的上清溶液对大蜡螟幼虫进行饲喂和血腔注射毒性测定。【结果】Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因全长为1 008 bp,与已知相关基因的序列相似性为94%,与已知40 k D相关蛋白的氨基酸相似性达到99%,分子量37.9 k D,p I 8.37,二级结构预测表明其主要由α螺旋35.71%,无规卷曲54.46%,延伸链9.52%组成,跨膜区域与已知蛋白基本相似,克隆构建了原核表达载体p ET28a-(NLK-1)Txp40,SDS-PAGE分析其在38 k D处有特异条带,蛋白分子量与预测值基本一致,且表达相对单一,表达量较高。Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40蛋白对大蜡螟幼虫具有较高的血腔毒性,大蜡螟幼虫注射5μL蛋白粗提液剂量下48 h内致死率达100%,未发现胃毒活性。【结论】获得Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,比对、分析了与已知基因在序列组成、蛋白基本理化性质和二级结构的异同,构建了原核表达载体并成功诱导表达,验证了Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白具有较高的大蜡螟幼虫血腔毒性,为进一步发掘Photorhabdus luminescens(NLK-1)中的杀虫功能基因和蛋白奠定基础。     

嗜线虫致病杆菌血腔毒素Tp40的纯化和特性分析

[目的]嗜线虫致病杆菌是一种昆虫病原线虫共生菌,它能够产生多种杀虫毒素.本研究旨在从嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila HB310菌株的细胞内纯化新的杀虫蛋白毒素,并对其进行基因克隆和序列分析.[方法]应用盐析和制备型非变性凝胶电泳等方法纯化蛋白,再通过对5龄大蜡螟幼虫血腔注射进行活性筛选.对获得的目的蛋白与已知蛋白进行同源分析,克隆出该目的蛋白的基因序列,从而进行相应的基因和氨基酸序列分析.[结果]本研究纯化的Tp40蛋白对大蜡螟LD50为68.54 ng/头,其SDS-PAGE电泳图谱只显示出一条分子量约为42 kDa的多肽.Western印迹分析表明Tp40与已知的Txp40为同源蛋白,并且仅存在于细胞内.编码该蛋白的基因开放读码框全长1107bp(GenBank登录号:EU095326),编码368个氨基酸残基,预测分子量为41.5 kDa,等电点为8.66,与GenBank中的其余13株昆虫病原线虫共生菌所包含的相似基因核苷酸序列及推导的氨基酸序列比较,同源性分别为85%～99%和70%～99%.[结论]Tp40蛋白具有很高的血腔杀虫活性,其基因序列具有较强的保守性,是昆虫病原线虫共生菌复合体杀虫过程中的一种关键因子.     

拟双角斯氏线虫D43品系鞘蛋白对大蜡螟幼虫的免疫抑制作用

侵染期的拟双角斯氏线虫Steinernema ceratophorum D43品系体外都包裹着一个透明的体鞘。为探明体鞘对线虫侵染力的影响, 了解鞘蛋白（sheath proteins, SPs）对大蜡螟Galleria mellonella 幼虫的免疫抑制作用, 本研究通过化学方法使拟双角斯氏线虫D43脱鞘, 以对寄主的致死率和侵入点数量为指标, 与包鞘线虫比较对大蜡螟幼虫的侵染力; 采用乙醇提取的方法获得线虫鞘蛋白, 利用双向电泳和质谱技术对鞘蛋白进行鉴定分析; 从血细胞数量和酚氧化酶活力两个方面评价鞘蛋白对大蜡螟幼虫免疫反应的抑制作用。结果表明： 0.5%次氯酸钠处理20 min可以保证95%以上的线虫存活和脱鞘。与包鞘线虫相比, 脱鞘线虫对大蜡螟幼虫的致死率显著降低, 致死时间延后, 节间膜侵入点数量显著减少。以35%乙醇提取的鞘蛋白提取物可鉴定出6种鞘蛋白, 其中一个被鉴定为丝氨酸蛋白酶。此外, 血腔注射鞘蛋白提取物可导致试虫血细胞数量明显降低, 酚氧化酶活力受到显著抑制。由此说明, 体鞘对拟双角斯氏线虫D43的侵染力具有显著影响, 鞘蛋白在抑制寄主昆虫免疫反应中发挥重要作用。     

云南省玉溪地区昆虫线虫资源分布调查及应用初探

昆虫线虫尤其是昆虫病原线虫可以部分替代化学农药防治有害昆虫。本文通过大蜡螟诱捕法对云南省玉溪市8县1区的昆虫线虫资源进行了调査。从270份土壤样品中分别得到57个昆虫线虫样本,分属于4个属,包括小杆科Rhabditidae的3个属,双胃科Diplogasteridae的1个属。结果表明,线虫的分布与土壤类型和植被类型密切相关,砂壤土、壤土中线虫检出率分别为100.0%、19.9%,较粘土12.1%的检出率高。在未受干扰的地块(林地和未耕地)线虫检出率为20.4%,受人类干扰的地块(烟田和农田)线虫检出率为16.1%,说明砂壤土和壤土适合昆虫线虫种群的建立,且在人活动较少的地块中线虫分布较多。用本土线虫在实验室条件下利用大蜡螟和蛴螬(棕色鳃金龟幼虫)对分离到的线虫进行致病力测定,结果表明:YN43(Oscheius sp.2)是大蜡螟最敏感的昆虫线虫品系,校正死亡率为76%;YN93(Oscheius sp.1)对蛴螬致病力最强,校正死亡率为54.5%,在防治云南地下害虫蛴螬方面具有很大的潜力。     

不同品系昆虫病原线虫对烟草小地老虎的致病力

小地老虎Agrotis ypsilon Rottemberg是烟田的一种重要的地下害虫。为了探明不同品系的昆虫线虫对烟田地下害虫小地老虎的致病力,在室内采用生测试验法,以滤纸为介质,测定了斯氏属线虫Steinernema carpocapsae和异小杆属线虫Heterorhabditis bacteriophora共5个品系对小地老虎3龄幼虫、5龄幼虫和蛹的致病力。结果表明,5个不同昆虫病原线虫品系均对小地老虎3龄幼虫具有致病力,其中斯氏线虫S.carpocapsae-A11(Sc-A11)对小地老虎的致死速度最快,侵染24 h、36 h和72 h后小地老虎校正死亡率分别为41.3%、69.7%和86.7%,均高于其它线虫品系,小地老虎的死亡率随着线虫侵染时间的增加而增加的,至96 h后校正死亡率达到100%,Sc-A11侵染5龄幼虫的校正死亡率均高于其它线虫品系,可见Sc-A11对小地老虎幼虫的致病力最强,为最敏感的昆虫病原线虫品系。Sc-All对小地老虎3龄幼虫、5龄幼虫的校正死亡率在72 h时分别为86.7%、43.3%,化蛹率为23.7%,Sc-All不侵染小地老虎蛹。盆栽烟草上线虫Sc-A11剂量为20头IJs/cm~2施用3次和线虫剂量为80头IJs/cm~2施用2次的处理的保苗效果最好,3 d后保苗效果分别为79.64%和76.85%,达到最佳的防治效果。     

具菌异小杆线虫（86H—1品系）的研究（小杆目：异小杆线虫科）

1986年5月我们从广东省阳江县海陵岛农作物土壤中分离到一种昆虫病原线虫、编号(86H-1),经鉴定为具菌异小杆线虫Heterorhabditis bacteriophora(86H-1品系)、是我国新记录。该品系与原描述种主要不同为雄虫交合伞乳突数7—9对,多为8对,排列顺序为1—2—3—2,而原描述种正常下为9对,罕见8对。(86H-1)侵染期线虫携带的共生菌Xenorhabdus luminescens初生型和次生型均无发光现象。线虫侵染昆虫后,寄主尸体变红褐色,不发光。