嗜线虫致病杆菌对棉铃虫的生物活性研究

嗜线虫致病杆菌HB310(Xenorhabdus nematophila HB310)菌液中主要的杀虫活性物质是一种高分子量的复合蛋白-毒素Ⅱ。以该菌液和毒素Ⅱ分别饲喂棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫,检测其对棉铃虫生长发育的影响,同时通过生化分析研究了该毒素对幼虫中肠内几种蛋白酶活力的影响。结果表明:菌液和毒素Ⅱ对棉铃虫幼虫的取食量和生长发育均有显著的影响,取食拌有菌液和毒素Ⅱ的人工饲料的棉铃虫食量明显减少,发育速度延缓,发育历期比对照明显推迟;尽管一直取食混合原菌液(6.5×108cells/mL)人工饲料的棉铃虫2龄幼虫前期死亡率很低,但是其生长发育几乎完全被抑制,该处理组所有幼虫均不能化蛹;原菌液对4龄幼虫的食量、发育历期、蛹重及化蛹率均有显著影响。菌液对棉铃虫幼虫的影响与菌液的浓度和幼虫的龄期成反比,稀释50倍的菌液对2龄和4龄幼虫的生长发育仍有一定影响;毒素Ⅱ(51.9μg/mL)对4龄棉铃虫的生长发育也有明显的抑制作用。短时间(2d)饲喂原菌液后更换正常饲料,仅延缓了棉铃虫幼虫的发育历期,而对其化蛹率、蛹重及羽化率均无明显影响。饲喂毒素Ⅱ的棉铃虫幼虫中肠主要蛋白酶的活性受到明显的抑制。

嗜线虫致病杆菌杀虫毒素对棉铃虫的中肠组织病理学研究

嗜线虫致病杆菌HB310菌株与小卷蛾斯氏线虫HB310共生,对多种昆虫均具有较高生物活性。本实验通过盐析和非变性凝胶电泳等方法从嗜线虫致病杆菌HB310菌株的细胞内分离纯化出具胃毒活性的蛋白毒素Ⅱ。经毒素Ⅱ处理的棉铃虫幼虫,中肠组织的病理学变化类似于发光杆菌Tca毒素和Btδ-内毒素。棉铃虫4龄幼虫口服毒素Ⅱ6h后中肠组织开始发生变化:首先围食膜前端破碎,中肠柱状细胞伸长;随着时间推移,12h后整个围食膜被破坏消失,中肠组织病变加重,肠壁细胞排列疏松混乱;随着毒素作用的逐渐减弱,处理72h后棉铃虫中肠围食膜又重新出现。毒素Ⅱ离体处理棉铃虫围食膜,同样可以导致围食膜破碎。

苏云金杆菌营养期蛋白杀虫活性及Vip3A-LS1基因克隆

对营养期高活性杀虫菌株进行筛选,得到高效菌株BtLS1,对其营养期杀虫蛋白活性及发酵特性进行了系统研究,克隆了该菌株的vip3A新基因。测定了31株vip3A基因阳性菌株营养期杀虫蛋白的活性,发现BtLS1和BtLS8菌株对甜菜夜蛾Spodopteraexigua生长的抑制作用明显高于其他菌株。进一步研究表明,BtLS1菌株营养期杀虫蛋白对初孵和2龄甜菜夜蛾幼虫的体重增长抑制率分别为95.3%±2.1%和90.7%±6.6%;对棉铃虫Helicoverpaarmigera初孵幼虫的校正死亡率为22.1%,对2龄幼虫的体重增长抑制率为78.7%±6.6%。发酵液中以胞内可溶性物质为主。设计vip3A全长基因特异引物PCR扩增,插入质粒pBluescriptSK(+),克隆测序证实该菌株中存在vip3A新基因,命名为Vip3A-LS1,GenBank登录号为DQ016968。按该序列推断的蛋白与同类蛋白的8个氨基酸之间存在差异。

苏云金芽胞杆菌CY1菌株的cry基因分析

通过醋酸钠-抗生素筛选法从河北省土壤中筛选得到了苏云金芽孢杆菌新菌株CY1。镜检可观察到伴孢晶体呈小菱形。SDS-PAGE分析结果表明菌株CY1表达的晶体蛋白分子量为130 kDa。利用25对通用引物检测cry1,cry1I,cry7,cry2,cry3,cry4/cry10,cry5,cry6,cry7,cry8,cry9,cry11,cry13/14,cry16/17,cry18,cry19,cry21,cry22,cry24/25,cry26/28,cry27/29,cry30,cry32,cry34/35,cry40基因,仅从CY1菌株中检测出cry7基因,该cry7基因N末端的1 215 bp片段所编码的氨基酸序列与已发表的Cry7Ab1(Acc No.:U04367)序列同源性达99%,仅有2个氨基酸的差异。用3对cry7Ab特异引物检测,进一步证实该菌株携带有cry7Ab基因。

Pavon76苗期抗小麦叶锈性基因的推导

选用19个具不同毒性基因组合的小麦叶锈菌致病类型对墨西哥品种Pavon76进行了抗叶锈性基因的推导。通过与 48个抗叶锈单/双基因系的反应型比较,鉴定出该品种中可能含有Lr1、Lr3、L410、L413、Lr14a、Lr34和LrB抗性基因。

小麦抗叶锈病基因Lr38的RGA分析初报

小麦抗叶锈病基因Lr38位于中间偃麦草 (Agropyron intermedium)第7组的一条染色体上,是抗性很强的基因,国内外至今尚未发现对 Lr38有毒性的菌株,是一个应用潜力很大的抗病基因。通过对目前已克隆的抗病基因结构分析,大部分抗病基因存在一些保守区域,利用保守域序列设计简并引物,PCR扩增抗病基因相似序列(Re- sistance gene analogs,RGA),来进行抗病基因克隆是一条很好的途径。本研究根据已克隆基因的蛋白激酶类保守序列设计简并引物RAF3和RAR4,对TcLr38及感病亲本Thatcher进行PCR扩增,旨在明确与小麦抗叶锈病基因Lr38相关的蛋白激酶,为克隆Lr38奠定基础。

嗜线虫致病杆菌杀虫毒素对棉铃虫幼虫几种酶活性的影响

毒素Ⅱ是从嗜线虫致病杆菌HB310菌株分离得到的一种具有胃毒杀虫活性的复合蛋白毒素。本研究以该毒素口服饲喂棉铃虫4龄幼虫,检测了毒素Ⅱ对棉铃虫生长发育的影响,并通过生化分析研究其对棉铃虫幼虫体内几种酶活力的影响。结果表明:饲喂拌有毒素Ⅱ人工饲料的棉铃虫4龄幼虫-化蛹历期为6.65 d,比对照明显推迟2d,毒素Ⅱ对棉铃虫幼虫化蛹有明显的影响,毒素Ⅱ饲喂的幼虫化蛹率为62%,取食对照幼虫的化蛹率为98%,并且处理组蛹的平均体重也受到明显的抑制,比对照蛹的平均体重降低106.47 mg,两者差异显著;在饲毒12 h后棉铃虫幼虫中肠弱碱性类胰蛋白酶、强碱性类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶和总蛋白酶活性分别受到抑制,到36 h饲毒幼虫与对照几种蛋白酶活性差异达到最大,分别为对照幼虫酶活性的0.3708,0.1903,0.3282和0.2141倍;饲毒12 h后毒素Ⅱ开始诱导棉铃虫幼虫体内羧酸酯酶、酯酶活性和乙酰胆碱酯酶的活性,3种酶的活性均在36 h达到最高,分别为对照的15.66,9.49,6.38倍。

一株对苹果树鳞翅目害虫高毒力的苏云金芽胞杆菌YX-1

苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)YX-1是从土壤中分离的对多种鳞翅目害虫具有杀虫活性的新菌株。为了探索该菌株在果树上应用的可行性,本研究测定了Bt YX-1菌株对苹果树上6种鳞翅目害虫的杀虫毒力,同时对该菌株的晶体形态特征、蛋白型、生长特性、基因型等进行了分析。结果表明,Bt YX-1菌株产生菱形伴胞晶体,SDS-PAGE分析表明该菌株表达的主要蛋白条带分子量约为130ku和60ku;基因型鉴定表明,Bt YX-1菌株含有cry1Ac、cry2Ac、cry1I、vip3Aa和cry34-35基因;生物活性测定表明,Bt YX-1菌株的孢晶混合物对美国白蛾Hlyphantria cunea、棉铃虫Helicoverpa armigera、斜纹夜蛾Prodenia litura、梨小食心虫Grapholitha molesta、苹小卷叶蛾Adoxophyes orana以及苹掌舟蛾Phalera flavescens的LC50分别为14.48、2.72×103、6.24×104、1.01×102、3.52×104、4.73×103mg/L,均低于标准菌株Bt HD-1的LC50。发酵上清液的杀虫活性很低,2龄棉铃虫幼虫的死亡率仅为8.33%,但是该上清液能显著提高孢晶混合物的毒力,说明上清液中含有增效物质。研究结果表明该菌株具有进一步开发为商品制剂的潜力。