蘇云金芽胞桿菌抗病殺蟲和廣譜工程菌的構建.pdf

1、該論文用cry3Aa啟動子驅動表達的aiiA基因和vip83基因,通過穿梭載體電轉化蘇云金芽胞桿菌高毒力細胞工程菌株YBT-833-2-1和高毒力野生菌株YBT-1520,構建了一株抗植物軟腐病且具殺蟲活性的工程菌和一株廣譜工程菌.研究了芽胞桿菌CTC菌株伴胞晶體的形態(tài)發(fā)生,觀察到CTC菌株的S-層結構,證實CTC菌株的S-層蛋白可以形成伴胞晶體.主要結果如下:1.蘇云金芽胞桿菌抗病殺蟲工程菌的構建 該研究將轉錄不依賴芽胞形成的蘇云金芽

2、胞桿菌cry3Aa基因的啟動子替換基因aiiA自身的啟動子,構建了基因pro3A-aiiA.基因pro3A-aiiA插入穿梭載載體并電轉化對鱗翅目害蟲高毒力的細胞工程菌株YBT-833-2-1,得到工程菌BMB821A.工程菌BMB821A對自身誘導物AHLs分子的降解活性和對歐文氏菌感染植物組織的抑制能力比出發(fā)菌株大大增強,對鱗翅目害蟲甜菜夜蛾的殺蟲毒力LC<,50>值為3.426μL/mL,與出發(fā)菌株的LC<,50>值2.912μL

3、/mL相比無顯著差異.至今國內外尚未見有其它殺蟲抗病雙重活性的Bt工程菌報道.2.蘇云金芽胞桿菌廣譜工程菌的構建 蘇云金芽胞桿菌的營養(yǎng)期殺蟲蛋白Vip是一種在營養(yǎng)期開始表達的可溶性蛋白,對小地老虎和甜菜夜蛾具有特異高毒力.用cry3Aa基因的啟動子替換基因vip83自身的啟動子,構建了基因pro3A-vip.基因pro3A-vip在無晶體突變株BMB171中的蛋白表達量和蛋白對小菜蛾的毒力均高于基因vip83.將pro3A-vip基因插

4、入穿梭載體然后電轉化對鱗翅目害蟲高毒力的野生菌株YBT-1520,得到工程菌BMB218V.工程菌表達的Vip蛋白依然為可溶性蛋白.工程菌對甜菜夜蛾的殺蟲毒力比出發(fā)菌株提高了11倍,對棉鈴蟲則保持原有的高毒力.該研究在國內首次報道了用pro3A-vip基因構建廣譜Bt工程菌.通過剪接重疊PCR法,將crylC基因中負責編碼與晶體形成有關的片段與vip基因毒力核心片段融合在一起,構建了融合基因vip-lC,該基因在無晶體突變株中表達形成了

5、90kD分子量大小的蛋白.3.芽胞桿菌菌株CTC的S-層蛋白在細胞內可以形成伴胞晶體 芽胞桿菌菌株CTC晶體蛋白N-端序列和基因核苷酸全序列經測定發(fā)現(xiàn)與炭疽芽胞桿菌的S-層蛋白具有92﹪和87.5﹪的同源性,顯示該菌株可能具有S-層結構.該研究結果表明菌株CTC在營養(yǎng)期細胞壁外可形成S-層結構,在細胞內可形成S-層的初體結構,在芽胞形成期可于細胞內形成伴胞晶體,并隨芽胞的成熟而釋放出來;結合氨基酸和核苷酸的序列同源性,進一步說明伴胞晶體