晶胞粘连苏云金芽胞杆菌C15杀线虫毒力因子发掘与功能鉴定

论文摘要

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）制剂作为一种高效的微生物杀虫剂,在植物病虫害防控领域有着广泛的应用。Bt制剂的主效成分为杀虫晶体和芽胞,其中,杀虫晶体的环境低持久性是Bt农药应用的重要限制因素之一。自然界中存在着一些Bt菌株,其产生的杀虫晶体位于芽胞外壁和芽胞衣之间,这种特殊的表型被称为晶胞粘连（spore-crystal association,SCA）表型。由于芽胞外壁对晶体的保护作用,SCA表型可以提升晶体抵抗不良环境因素的能力,是开发新型Bt生物囊杀虫剂的有效育种策略。本文选取对线虫具有强毒杀能力的SCA菌株C15作为研究对象。获得了C15菌株的完整基因组序列,包括一个5 637 049 bp的环状染色体和8个不同大小的环形质粒（240 314 bp到3 188 bp）。C15基因编码了5个杀虫蛋白（Cry蛋白）基因:cry21-99、cry21-67、cry21-66、cry21-46和cry-N。在Bt无晶体突变株BMB171中异源表达cry21-99基因,发现其表达产物形成菱形晶体,且对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）和南方根结线虫（Meloidogyne incognita）均有毒杀活性。同时,还在全基因组范围内预测了Cry毒素以外的杀线虫毒力因子和次生代谢产物。此外,在C15基因组中预测了本团队已报道的苏云金芽胞杆菌幕虫亚种（B. thuringiensis serovar finitimus）菌株YBT-020 SCA表型决定因子的同源基因,缺失后突变体仍然保留稳定的SCA表型,说明C15菌株的SCA表型形成机制与YBT-020不同,该菌株代表了一种新的SCA表型形成机制。本研究为转基因作物防控线虫提供了新的遗传资源,也为研究SCA表型形成机制,开发新型高效Bt制剂提供了新线索。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料与方法
•   1.1 菌株、质粒与引物及菌株培养条件
•   1.2 细菌总DNA的提取、基因组测序、组装及注释
•   1.3 Cry蛋白表达重组菌的构建
•   1.4 晶胞混合物制备
•   1.5 杀虫晶体蛋白纯化及浓度测定
•   1.6 生物活性测定
•     1.6.1 秀丽隐杆线虫生物活性测定
•       （1） 晶胞混合物对秀丽隐杆线虫生物活性测定
•       （2） 纯化的晶体蛋白对秀丽隐杆线虫活性测定
•     1.6.2 根结线虫生物活性测定
•   1.7 苏云金芽胞杆菌C15菌株基因敲除方法
• 2 结果
•   2.1 C15基因组序列基本信息
•   2.2 C15基因组中含有5个杀线虫晶体蛋白基因
•   2.3 C15菌株及Cry21‐99的杀线虫活性
•   2.4 C15基因组中Cry毒素以外的杀线虫毒力因子和次生代谢产物
•   2.5 C15菌株的SCA表型形成机制与YBT‐020不同
• 3 讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 许园园,余芸,范雅静,刘华林,孙明,王月莹

关键词: 苏云金芽胞杆菌,晶胞粘连,杀虫晶体,线虫防控

来源: 生物资源 2019年04期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 有机化工,植物保护

单位: 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金青年项目(31600005),国家重点研发计划资助(2017YFD0201201)

分类号: TQ453

DOI: 10.14188/j.ajsh.2019.04.005

页码: 314-323

总页数: 10

文件大小: 1560K

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