含有α-胰凝乳蛋白酶作用位点的Cry3A突变体的构建、表达、纯化以及杀虫活性分析

【目的】构建含有α-胰凝乳蛋白酶作用位点的Cry3A的突变体Cry3Am,以期提高Cry3A的活化效率,增强杀虫活性。【方法】利用重叠PCR技术,构建Cry3A杀虫蛋白的突变体Cry3Am,使之在原核细胞中表达纯化突变体蛋白;将Cry3Am与饲料混合后饲喂黄粉虫,用以评价Cry3Am的杀虫活性。【结果】成功地在Cry3A杀虫蛋白结构域I的α3和α4之间加上1个α-胰凝乳蛋白酶的作用位点,并提取Cry3Am到杀虫蛋白。体外酶切试验结果表明,Cry3Am很容易地被降解为55 kD的杀虫蛋白。生测分析结果表明,Cry3Am对黄粉虫的毒力是Cry3A的2倍以上。【结论】向Cry3A中插入α-胰凝乳蛋白酶作用位点可以使突变体Cry3Am很容易地被α-胰凝乳蛋白酶降解成55 kD的片段,并能提高Cry3A的杀虫活性。

苏云金芽胞杆菌sigK基因插入失活突变体的特点及其对cry3A基因启动子活性的影响

【目的】构建苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)sigK基因插入失活突变体,分析突变体特点并明确其对cry3A基因启动子的影响。【方法】采用同源重组技术在苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigK基因中插入卡那霉素抗性基因,构建了sigK基因插入失活突变体。通过生长曲线测定、扫描电子显微镜观察晶体、芽胞形成情况和芽胞计数及SDS-PAGE等方法分析了突变体的特点;构建了遗传恢复菌株对上述性状进行了功能验证;利用启动子融合lacZ技术检测了cry3A基因启动子的转录活性。【结果】获得了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigK基因突变体,生长曲线测定表明,突变体较出发菌株在稳定期后期生长较慢;扫描电子显微镜观察和芽胞计数分析显示,突变体丧失了形成芽胞和晶体的能力;SDS-PAGE分析表明突变体中伴胞晶体蛋白的表达量明显低于出发菌株和恢复菌株。利用载体pHT315携带sigK基因及其启动子在突变株中表达,所获得的遗传恢复菌株恢复了突变株产生芽胞和晶体的能力;sigK基因的突变可以提高cry3A基因启动子在产胞后期的转录活性,对cry3A启动子指导的Cry蛋白表达量没有显著影响。【结论】本研究证明sigK基因为苏云金芽胞杆菌芽胞形成所必需,并影响伴胞晶体蛋白的产量;sigK基因功能的丧失有利于cry3A基因启动子在产胞后期的转录。