论文部分内容阅读
苏云金芽胞杆菌能够产生多种对昆虫具有特异杀虫活性、而对人类无毒杀作用的伴胞晶体蛋白。基于苏云金芽胞杆菌开发得到的微生物农药是目前世界上应用最为成功的生物杀虫剂之一。同时,该菌也是抗虫、抗病转基因作物的重要基因来源。由于苏云金芽胞杆菌杀虫制剂存在杀虫谱相对较窄、靶标生物可能产生潜在抗性等问题,因此发掘更多新的杀虫晶体蛋白基因是拓宽其杀虫活性谱和克服昆虫产生的抗性的一种重要途径。基于上述问题,本研究主要开展了以下方面工作: 1.利用高通量发掘平台共克隆得到29个新型杀虫蛋白基因 本研究利用我室构建的高通量新基因发掘平台,从已测序完成的25株野生型苏云金芽胞杆菌基因组中共克隆得到29个新型杀虫蛋白基因,包括16个一类新基因、11个二类新基因及1个三类新基因,其中伴胞晶体蛋白基因24个,营养期杀虫蛋白基因5个。将上述克隆得到的基因序列提交苏云金芽胞杆菌命名委员会,共有13个基因得到命名。该部分工作极大地丰富了杀虫基因的种类,为克服昆虫抗性提供了更多的基因资源。 2.对部分基因进行了表达或测定其生物活性 在上述基因中,我们选取部分感兴趣基因进行了深入研究。确定了2个具有杀线虫活性的基因cry5Ca1和cry5Da1,丰富了杀线虫基因的种类,为目前危害极为严重的植物寄生线虫病的防治提供了更多资源。另外,本研究克隆并成功表达了vip4Aa1基因,该基因是第一个,也是目前唯一一个vip4类基因。同时自身突变基因cry5Ea1的克隆也为我们带来了新的启迪,即苏云金芽胞杆菌菌株体内蕴含大量的突变基因,而通过改造该类基因也可以成为新型杀虫蛋白基因克隆的策略之一。 3.完成了野生型Sbt003基因组的测定 野生型菌株Sbt003是我室分离得到的一株苏云金芽胞杆菌,该菌株可同时形成三种不同形态的晶体蛋白(球形、菱形、长米粒型)。另外,生物测定实验表明,该菌内含有能够抑制癌细胞转移的基因cry65Aa1和杀线虫的新型蛋白基因cry5Ca1和cry5Da1。基于上述的特殊生物学表型,本研究完成了Sbt003菌株的全基因组测序及拼接工作,为后续的杀虫机制研究及基因组分析提供了重要的生物学材料。