苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3A在鳞翅目特异菌株中的表达及杀虫特性

将对鞘翅目昆虫有特异毒性的苏云金芽孢杆菌cry3A基因电转化到只对鳞翅目昆虫有毒性的苏云金芽孢杆菌野生型菌株YBT8031中,获得转化了BMBY001。SDSPAGE分析及镜检结果表明,cry3A基因可在该菌株中高效表达,但出发菌株中原有的cry1Ab、cry1Ac及cry2的表达则受到不同程度的影响。生物测定结果显示,转化子BMBY001对柳蓝叶甲(鞘翅目)具有较高毒力,LC50为0413μL/mL(浸叶法),对小菜蛾(鳞翅目)的毒力比野生受体菌YBT8031有所降低,LC50值为3319μL/mL。

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。

抗虫转基因银河杨的生长特性和抗虫性

以非转基因银河杨(Populus alba×Populus hopeiensis)为对照,对抗虫转基因银河杨抗虫基因Cry3A的稳定性,转基因银河杨的物候期、生长状况和抗虫性进行研究。结果发现,Cry3A基因整合稳定,在根、茎、叶中RNA和蛋白水平均有表达,不同组织中Bt蛋白水平差异显著,茎中Bt蛋白水平最高。抗虫转基因银河杨的物候期、生长状况未发生显著变化,但表现出显著的抗虫性。

3个抗虫耐盐基因载体对烟草的遗传转化及表达分析

病虫害和土壤盐渍化是影响烟草生长发育的重要因素,转基因技术已成为改善这一现状的有效手段。本研究将部分改造的Bt基因Cry1Ac基因、Cry3A基因及NTHK1基因构建在同一载体上,利用农杆菌介导法转化野生烟草植株。经PCR检测,获得10个转基因株系。经荧光定量PCR检测,Cry1Ac基因表达量在104~10~5数量级,1号转录丰度1.58×10~5为最高,而Cry3A基因表达量在10~5~10~6数量级,10号转录丰度1.34×10~6为最高;10个转基因株系双Bt基因均得到表达且存在表达差异,而对照烟草没有Bt基因表达。经ELISA检测,转基因烟草Cry1Ac蛋白平均表达量为150.441 ng/g,变化在0.86~201.74 ng/g;Cry3A蛋白平均表达量为1 192.592 ng/g,变化在23.33~2413.47 ng/g。经过对烟草斜纹夜蛾的虫试,初步证明转基因植株获得了抗虫性。组培苗耐盐试验表明,不同盐浓度条件下,转基因株系的分化状况优于对照。证明抗虫耐盐多基因的一次性转化,可提高烟草的抗虫能力和耐盐性。

Cry3a杀虫蛋白基因的合成优化及在JK-SH007中高效表达

人工合成优化Cry3a杀虫蛋白基因,并从大肠杆菌BL21(DE3)中克隆T7表达系统,通过同源重组克隆进PHKT2表达载体,将此表达载体导入吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007,通过诱导表达,成功指导合成T7 RNA聚合酶且高效表达分子量为70k Da的Cry3a蛋白。通过粗提液对二龄榆蓝叶甲进行生物毒杀试验,结果表明粗提液具有高毒性,致死中浓度(LC_(50)=0.63(0.48-0.82)g/L)。成功构建的T7表达系统,可高效表达毒性的Cry3Aa蛋白,为进一步开发杀虫生防菌剂,建立外源基因表达技术平台奠定了基础。

转双Bt基因欧洲黑杨毒蛋白季节变化及抗虫性分析

利用美国白蛾和柳蓝叶甲对转Cry1Ac-Cry3A-BADH-MtlD基因欧洲黑杨进行抗虫性筛选,对筛选出具有双高抗虫性的5个转基因株系进行外源基因PCR检测,利用酶联免疫吸附法(ELISA)对5个转基因株系叶片Bt毒蛋白含量进行检测,分析5个转基因株系叶片中2个Bt基因在生长季节不同时期的表达情况,对其差异进行分析;检测转基因株系对不同虫龄美国白蛾和柳蓝叶甲的抗性。结果表明:(1)初步筛选出5个高抗虫性的转基因株系1号、7号、9号、11号和12号,其对美国白蛾和柳蓝叶甲1龄幼虫致死率均超过90%以上;(2)PCR检测结果表明5个转基因株系叶片中均检测Cry1Ac-Cry3A基因条带,而对照则未检测到,证明外源基因均已插入到受体杨树基因组中;(3)转基因株系均检测到Bt毒蛋白,而对照则未检测出。从6月至10月,转基因株系叶片中Cry1Ac毒蛋白的表达量总体呈上升趋势,但在6月、7月略有下降;Cry3A毒蛋白的表达量从6月至10月总体呈下降趋势;(4)美国白蛾和柳蓝叶甲随虫龄的增大致死率呈下降趋势,不同转基因株系间抗虫性存在显著差异。