一、苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的结构(论文文献综述)
黄慧敏,曾远婷,王磊[1](2021)在《苏云金芽孢杆菌及其伴孢晶体杀虫剂研究进展》文中认为如今,我国经济发展迅速,农林业发展愈发注重生态效益;生物农药由于其高效、广谱、环保及生物安全等优势,广泛受到研究人员的关注,且在农林业中得到广泛应用。目前,关于苏云金芽孢杆菌的研究已有100多年的历史,其芽孢形成过程中产生一种蛋白晶体被称为伴孢晶体,是常用的生物杀虫农药。本文对苏云金芽孢杆菌及其伴孢晶体在杀虫上的应用研究进展进行了综述。
刘晨,王祯,朱先约,杨瑞,倪博立[2](2020)在《苏云金芽孢杆菌的分离鉴定及伴孢晶体蛋白生物毒力效果分析》文中认为为发掘苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白对烟草甲幼虫生物毒力活性。以复烤片烟云烟87为供试材料,通过醋酸钠+抗生素的方法从烟叶表面分离菌株,采用生理生化指标对比和16S rDNA测序鉴定出苏云金芽孢杆菌。确定了其伴孢晶体的形态和基因型,考察了Bt菌株生长周期,分析了伴孢晶体蛋白并对烟草甲幼虫的毒力活性。结果表明:(1)分离得到的Bt菌株能产生菱形的cry1型和球形的cry8型伴孢晶体蛋白,其伴孢晶体蛋白对3~4周龄的烟草甲幼虫有很高的毒力活性。(2)分别使用不同浓度晶体蛋白处理后的烟叶感染烟草甲幼虫,1 d后幼虫出现死亡现象,形态变为黑褐色,生物毒力分别随感染时间和蛋白浓度梯度的增加而逐步提高。(3)感染4 d后150,10 mg/L的死亡率分别达(96.67±4.22)%,(51.11±5.02)%。结果不仅表明分离得到的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白对烟草甲幼虫具有较强的生物毒性,且为进一步利用生物性技术防治烟叶仓储害虫提供理论参考。
于爽[3](2020)在《苏云金芽胞杆菌Vip3Aa39的改造》文中进行了进一步梳理害虫是影响农林生产力的主要因素之一。随着化学杀虫剂对环境的污染日益严重,生物杀虫剂的应用越来越普遍。苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)能够产生杀虫晶体蛋白(Insecticidal crystal proteins,ICPs)、营养期杀虫蛋白(Vegetative insecticidal proteins,Vips)等不同类型的杀虫蛋白,由于Vips与ICPs的杀虫谱和作用机制存在差异性,Vips一直是研究的热点。自发现Vip3A蛋白以来,虽然有大量的关于Vip3A蛋白的研究,但是其三维结构尚未解析,Vip3A蛋白结构与功能之间的关系知之甚少,而且还存在杀虫活性有待进一步提高等问题。本研究以对鳞翅目害虫具有广谱杀虫活性的Vip3Aa39为对象,通过构建嵌合蛋白和突变体确定了Vip3Aa39关键功能区和关键氨基酸位点。无活性的vip3Ad是本研究新筛选获得,用于与vip3Aa39构建嵌合基因,以期得到关键氨基酸片段。通过对比vip3Aa39和vip3Ad核苷酸序列,利用同源重组技术,采用重叠延伸PCR方法进行了Vip3Aa39与Vip3Ad的氨基酸片段互换,构建10个嵌合基因,诱导表达蛋白对棉铃虫(Helicoverpa armigera)、小菜蛾(Plutella xyllostella)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)3种鳞翅目供试昆虫进行生物活性测定,并通过同源建模预测了Vip3Aa39改造蛋白的三维结构信息,对比分析嵌合蛋白的生物活性与结构关系得到Vip3Aa39关键氨基酸片段;为进一步研究Vip3Aa39蛋白杀虫关键氨基酸位点,对本实验室已验证杀虫活性有明显差异的Vip3Aa11与Vip3Aa39的氨基酸同源性进行分析,发现二者仅有39个氨基酸的差异,利用生物信息学方法,确定15个不同靶点,将Vip3Aa39蛋白中的相应氨基酸突变为Vip3Aa11相应的氨基酸,构建15个突变体。诱导表达后以棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾为供试昆虫进行生物活性测定,结合预测的Vip3Aa39突变体蛋白三维结构信息,确定影响Vip3Aa39蛋白活性的关键氨基酸位点5个。主要研究结果如下:1.筛选得到嵌合蛋白构建材料无活性的vip3Ad基因。为获得无活性Vip3A蛋白与已有高活性Vip3Aa39蛋白构建嵌合蛋白用以确定关键氨基酸片段,利用温度筛选法和PCR方法从4034份土样中筛选新基因。从菌株BJG810中得到了vip3Ad基因,vip3Ad基因的编码框长2361 bp,与vip3Ad2(CAI43276)核酸序列相似性达到99.36%,序列提交到Gen Bank并获得登录号KP346519。转化BL21(DE3)中,诱导表达,得到~88k Da的蛋白,生物活性测定表明蛋白对3种鳞翅目供试昆虫棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾均无杀虫活性,与Vip3Aa39序列比对表明两蛋白的氨基酸同源性为85%,获得了嵌合蛋白构建的基因材料。2.构建嵌合蛋白,获得了Vip3Aa39蛋白的关键氨基酸片段。成功构建以Vip3Ad蛋白N-端起始的Vip3Ad Aa类蛋白4个。将Vip3Aa39的N-端氨基酸片段替换为Vip3Ad蛋白的相应片段得到重组蛋白4个,分别为Vip3Ad Aa-1(氨基酸1-60被Vip3Ad取代),Vip3Ad Aa-2(氨基酸1-116被Vip3Ad取代),Vip3Ad Aa-3(氨基酸1-344被Vip3Ad取代),Vip3Ad Aa-4(氨基酸1-455被Vip3Ad取代)。Vip3Ad Aa-1杀虫活性与Vip3Aa39相比对三种昆虫的LC50值均降低,杀虫活性显着增加,Vip3Ad Aa-1与Vip3Aa39只有3个差异氨基酸(T6,N45,E60);Vip3Ad Aa-2对棉铃虫和小菜蛾的杀虫活性与Vip3Aa39相比没有显着差异,而显着降低了对甜菜夜蛾的杀虫活性;与Vip3Aa39相比,Vip3Ad Aa-3对棉铃虫的杀虫活性显着提高而降低了对甜菜夜蛾的杀虫活性;与Vip3Aa39相比,Vip3Ad Aa-4对小菜蛾的杀虫活性显着升高。成功构建Vip3Aa39的中间氨基酸片段替换为Vip3Ad相应片段的Vip3Aa Ad Aa类蛋白3个。分别为Vip3Aa Ad Aa-1(氨基酸116-210被Vip3Ad取代),Vip3Aa Ad Aa-2(氨基酸210-345被Vip3Ad取代),Vip3Aa Ad Aa-3(氨基酸455-632被Vip3Ad取代)。Vip3Aa Ad Aa-1对甜菜夜蛾杀虫活性的显着降低,几乎丧失了对棉铃虫和小菜蛾的杀虫活性,氨基酸比对发现Vip3Aa Ad Aa-1与Vip3Aa39只有3个差异氨基酸位点(A134V,I176M,S200P);Vip3Aa Ad Aa-2显着提高对棉铃虫的杀虫活性,降低了对小菜蛾的杀虫活性;Vip3Aa Ad Aa-3对小菜蛾和甜菜夜蛾的杀虫活性均显着降低。成功构建以Vip3Ad蛋白C-端为结尾的Vip3Aa Ad类蛋白3个。分别为Vip3Aa Ad-1(氨基酸345-789被取代),Vip3Aa Ad-2(氨基酸727-789被取代);Vip3Aa Ad-3(氨基酸778-789被取代)。蛋白的杀虫活性表明:Vip3Aa Ad-1和Vip3Aa Ad-2对3种昆虫丧失了活性;Vip3Aa Ad-3对3种昆虫均具有杀虫活性,提高了对棉铃虫的杀虫活性而降低了对小菜蛾的杀虫活性。综合以上分析,Vip3Aa39的氨基酸片段61-116、116-210是维持对棉铃虫活性的关键氨基酸片段,可以通过改造Vip3Aa39的氨基酸片段1-60、210-345、778-789提升对棉铃虫的杀虫活性;Vip3Aa39的氨基酸片段61-116、116-210、210-345、455-632、778-789是维持对小菜蛾活性的关键氨基酸片段,可以通过改造Vip3Aa39的氨基酸片段1-60、1-455提升对小菜蛾的杀虫活性;Vip3Aa39的氨基酸片段61-116、116-210、1-344、455-632是维持对甜菜夜蛾活性的关键氨基酸片段;其中Vip3Aa39的氨基酸片段116-210是对这三种昆虫的关键氨基酸片段;可以通过改造Vip3Aa39的1-60提升对三种试虫的生物活性。明确了两个重要氨基酸位点组合,(A134V,I176M,S200P)组合改造后对3种试虫活性丧失,说明是Vip3Aa39的关键氨基酸位点组合;(T6A,N45D,E60D)组合改造后对3种试虫生物活性显着升高,说明可以通过改造此氨基酸位点组合提高对3种试虫的生物活性。3.获得了15个突变体蛋白,确定5个Vip3Aa39杀虫的关键氨基酸位点。成功构建了15个突变体(N9S、A10T、T193S、L194S、S200G、N543S、L544I、G546E、E547D、V681T、I685T、R686S、L780I、K782H和N784Y)。对突变体蛋白进行杀虫活性测定和结构分析,结果表明:与Vip3Aa39相比,突变体蛋白对三种昆虫的杀虫活性均发生了不同程度的变化。L544I、R686S和N784Y突变体蛋白对棉铃虫和小菜蛾的杀虫活性均有显着提高;N9S、S200G、N543S、L544I、E547D、V681T、I685T和K782H突变体蛋白均显着提高了对甜菜夜蛾的杀虫活性。从而确定了L194、N543、L544、K782、N784五个氨基酸位点可能是对Vip3Aa39蛋白杀虫活性起关键作用的位点。4.嵌合蛋白和突变体蛋白胰蛋白酶消化结果显示,除Vip3Aa Ad-2,A10T外,其余均被消化成稳定的62k Da片段,证实胰蛋白酶参与了改造蛋白的活化;该结果进一步表明,Vip3Aa Ad-2、A10T蛋白不具有杀虫活性的原因也可能是因为该蛋白不能够被胰蛋白酶消化出核心片段。综上,本研究基于Vip3Aa39和Vip3Ad、Vip3Aa39和Vip3Aa11杀虫蛋白活性的差异以及氨基酸序列的差异,对Vip3Aa39进行改造,构建Vip3Aa39嵌合蛋白及突变蛋白,获得了与杀虫活性相关的关键活性区信息,对深入研究Vip3Aa杀虫基因的功能及功能与结构关系具有指导意义。并获得了高活性的Vip3Aa杀虫蛋白,为高效工程菌的构建和转基因植物的培育、延缓昆虫抗性提供了遗传材料,也为该类基因在生物农药、基因修饰等领域的应用提供理论依据。
宋海洋[4](2019)在《苏云金芽胞杆菌在不同植物叶片分布差异的研究》文中研究指明农业害虫种类多且危害广、危害周期长,目前仍以化学防治为主,但长期的化学农药使用,带来了“3R”问题,造成了生态环境的破坏。生物农药由于其对人畜、坏境无危害,越来越被大家所接受。苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)其可产生特异性杀虫蛋白,对多种农业害虫具有特异的杀虫活性。本研究从北京植物园和廊坊实验基地共采集样品118种(植物园109种,基地9种),包含41个目,59个科,从中选取42个科(1512个样品),通过植物叶片,来进行Bt菌株的分离。分离得到64株含有杀虫晶体的菌株,分离率为4.23%;42个科中共有25个科分离出Bt,分离率为59.5%。其中七叶树科分离得到6株Bt菌株,其次是禾本科和茄科各分离出5株,鼠李科、松科、木兰科、石蒜科、千屈菜科、蝶形花科、柿科各分离出3株,桑科、景天科、蔷薇科、胡桃科、杨柳科各分离出2株,红豆杉科、唇形科、木犀科、银杏科、梧桐科、锦葵科、香蒲科,各分离出1株菌株。说明Bt在不同科植物叶片中的分布是存在差异的。通过光学显微镜检测观察,分离Bt菌株的伴胞晶体呈现多种形态,主要以钝菱形、长菱形、方形为主;还存在不规则形、球形等其他的晶体类型,部分菌株还可以观察到多种晶体形态共存。采用PCR鉴定体系,利用10对通用引物,筛选出cry1、cry2、cry3、cry8、cry9和cry11六种基因型。其中,含有cry1类的菌株共检出48株,检出率最高,占75%。其次含cry2类基因22株,cry11类基因16株,cry9类12株,cry8类4株,cry3类3株。有些菌株仅含有单一的cry1或cry2或cry8基因,其它则呈现基因组合形式,如cry1+cry2型、cry2+cry8+cry11型等多种类型。新鲜叶片分离出36株,占总分离菌株的56.3%;老叶分离出28株,新叶片的分利率高于老叶片。从各个科的植物叶片分离出Bt多少来看,七叶树科分离最多,占总分离Bt菌的9.4%。利用SDS-PAGE方法,分析了 Bt分离株的Cry蛋白表达量,发现分子量在130 kDa、90 kDa、70 kDa、60 kDa的蛋白量最为丰富。通过胞晶混合物对小菜蛾生物活性测定发现,48株对小菜蛾幼虫有较好杀虫活性的菌株。其中154,289两个编号的菌株,在浓度为0.25 μg/mL时,对小菜蛾的校正死亡率达50%以上。本研究探索了不同科植物叶片、新老叶片,所分离到Bt菌株的规律,高毒力菌株的分布情况,为Bt菌株植物叶片分离提供了一定的指导意义。
袁肖南[5](2019)在《Ectoine对苏云金芽孢杆菌芽孢和伴孢晶体的抗逆协助研究》文中指出苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在生长过程中形成的伴孢晶体具有对农业害虫特异性杀灭功能,农业上利用B.thuringiensis制备微生物杀虫剂。然而逆环境会导致B.thuringiensis芽孢萌发率降低,紫外线导致伴孢晶体失效。目前伴孢晶体在紫外线辐射下活性的提高有文章报道,而针对B.thuringiensis芽孢逆环境下萌发率提升没有报道。芽孢的重新萌发形成营养细胞并合成伴孢晶体对B.thuringiensis的长效性具有重要意义。因此需要寻找一种既能协助伴孢晶体抵抗紫外线辐射,又能够提高芽孢在逆环境下萌发率的物质。本文研究了渗透压补偿溶质Ectoine对菌株B.thuringiensis A54芽孢和伴孢晶体在逆环境下的保护,以解决B.thuringiensis杀虫制剂易受逆环境影响而持效时间短的问题。本文通过响应面法优化了菌株B.thuringiensis A54的最佳培养条件,生长量比优化前提高了 42.0%。通过PCR实验鉴定菌株B.thuringiensis A54含有Cry1Aa和Cry2Ab两种基因型,推测其对鳞翅目害虫具有杀灭效果。RT-PCR实验表明伴孢晶体在细胞生长停止后合成量开始增大。通过活菌计数法得到适宜环境下芽孢萌发率为95.1%。随着紫外线辐射时间增长、失水率的增加、温度的降低芽孢萌发率逐渐降低。紫外线辐射10 s,体系中添加1200 mg/L Ectoine时的芽孢萌发率提升了 2.5倍;失水率为40%,添加100 mg/L Ectoine萌发率提升了 14.7%;低温20℃时,添加50 mg/L Ectoine萌发率提升了 26.6%。结果表明Ectoine能够提高逆环境下芽孢的萌发率。紫外线辐射是导致伴孢晶体失活的主要原因,本文考察了 Ectoine对紫外线辐射条件下伴孢晶体的保护。伴孢晶体经20min的紫外线辐射,经碱溶后蛋白质检测不到,当体系中Ectoine浓度从0提高到400 mg/L时,蛋白质含量从0提高到了 0.76 g/L,结果表明Ectoine对伴孢晶体具有抗逆保护作用。
王帆帆[6](2019)在《Bt杀虫蛋白原核表达及对异迟眼蕈蚊的杀虫活性》文中指出本试验对8株分离自江苏省紫金山土壤的野生苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)进行筛选后,得到1株对食用菌异迟眼蕈蚊(Bradysia difformis Frey)有较好杀虫活性的Bt菌株23-5。同时,对该菌株进行了形态鉴定、生理生化鉴定、16S rDNA鉴定和杀虫蛋白基因型鉴定等研究,并对该菌株含有的杀虫蛋白基因进行了原核表达,以期为食用菌Bt微生物农药的开发和应用提供理论依据。具体研究成果如下:1.通过胃毒法测定了8个Bt菌株对异迟眼蕈蚊的室内杀虫活性,结果表明8个Bt菌株中对异迟眼蕈蚊的校正死亡率最高可达84.48%(23-5菌株),最低为43.11%。采用抑菌圈法测定了Bt菌株对平菇、毛木耳、茶树菇和双孢菇四种食用菌菌丝生长的影响,发现8个Bt菌株均减缓了四种食用菌菌丝生长速度,但最终菌丝仍然可以盖过Bt菌落继续生长。故选择校正死亡率最高的菌株23-5进行以下试验。2.对菌株23-5进行分类鉴定时主要采用形态鉴定、生理生化鉴定和16S rDNA鉴定三种鉴定方法,同时采用PCR-RFLP法确定菌株23-5含有的杀虫蛋白类型。结果表明该菌株能够产生圆形或不规则形晶体,生理生化鉴定及16S rDNA鉴定结果均显示该菌株与苏云金芽孢杆菌最为接近。PCR-RFLP结果显示该菌株含有的杀虫蛋白基因型组合为cry4/10+cry11+cyt1+cyt2。所以确认该菌株属于苏云金芽孢杆菌(Bt)3.以NCBI上公布的与cry4B、cry10、cry11、cyt1、cyt2五种杀虫蛋白基因相关信息为依据,扩增菌株23-5中各杀虫蛋白基因片段,结果显示23-5中含有的cry4B、cry10、cry11、cyt1、cyt2基因序列的长度分别为1470bp、2043bp、1941bp、750bp、792pb。各基因的克隆载体和表达载体分别构建成功后,进行PCR验证和双酶切验证。各杀虫毒蛋白基因的生物信息学分析表明Cry4Ba、Cry10Aa、Cry11Aa和Cyt2Ba蛋白均为亲水性蛋白,Cyt1Aa蛋白为疏水性蛋白,分别得到其氨基酸组成、理化性质和保守结构域。4.将各杀虫蛋白基因构建成功的表达载体进行蛋白表达和纯化,IPTG诱导表达后,12%SDS-PAGE结果表明杀虫蛋白Cry4B、Cry10、Cry11主要存在于表达菌株的沉淀中,呈包涵体形式,恢复其生物活性需通过变复性的方式,再进行融合蛋白的Ni柱亲和纯化;目标蛋白Cyt2主要存在于上清液,呈可溶形式表达,可直接进行融合蛋白的Ni柱亲和纯化;目标蛋白Cyt1表达不明显。融合蛋白Cry4B、Cry10、Cry11和Cyt2表达的大小分别为70KD、84KD、88kD和70kD。5.分别提取各工程菌株的目标蛋白,用Brandford法测定蛋白浓度,进行各目标蛋白的室内毒力测定。各蛋白浓度为250 ng/mL时,蛋白Cyt2对异迟眼蕈蚊的杀虫活性最高,校正死亡率达70.18%;蛋白Cry4B、Cry10、Cry11对异迟眼蕈蚊的杀虫活性较低,三者之间无显着性差异,校正死亡率为33.33-35.09%。
刘磊磊[7](2019)在《受体介导的三种灰翅夜蛾属昆虫对Bt毒素敏感性差异分子机制的研究》文中指出苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis是全球应用较广的微生物农药,其产生的伴孢晶体毒素Cry毒素可以直接用于防控农业害虫;或者将Bt基因转入农作物中,可以有效减少化学杀虫剂的使用。由于Bt毒素对人体无害、对环境友好,使得Bt生物农药在农业害虫防控中广泛长期应用。斜纹夜蛾Spodoptera litura,甜菜夜蛾Spodoptera exigua和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是世界各地对农业作物有严重危害的三种灰翅夜蛾属Spodoptera(Noctuidae)迁飞能力较强的杂食性昆虫。通过检测这三种昆虫对Bt毒素敏感性差异,从分子水平探究导致这种差异的原因,为有效防控和治理农业害虫提供一定的理论支持。1 三种灰翅夜蛾属昆虫对Bt毒素敏感性分析不同鳞翅目昆虫对Bt毒素敏感性不同,其原因是由于Bt毒素活化过程介导的敏感性差异或毒素与受体蛋白结合过程介导的敏感性差异。通过实验检测三种灰翅夜蛾属昆虫对Cry毒素的敏感性,用40 μg/g的Cry1Ac毒素处理斜纹夜蛾S.litura、甜菜夜蛾S.exigua和草地贪夜蛾S.frugiperda二龄幼虫七天后,结果发现,其存活率分别是96.43%、72.73%和0,三种昆虫对Cry1Ac毒素敏感性存在显着差异(p<0.05)。用40 μg/g的Cry1Ca毒素处理这三种昆虫二龄幼虫七天后,其存活率分别是48.21%,47.27%和3.63%,表明斜纹夜蛾和甜菜夜蛾对Cry1Ca毒素敏感性无差异,这两种昆虫对Cry1Ca毒素敏感性明显低于草地贪夜蛾(p<0.05)。综合分析体重变化和存活率,结果显示,斜纹夜蛾和甜菜夜蛾对Cry1Ca毒素敏感性明显强于Cry1Ac毒素(p<0.05),草地贪夜蛾对Cry1Ac和Cry1Ca毒素都比较敏感。2 ABC转运蛋白和钙黏蛋白基因的克隆与生物信息学分析Bt毒素与毒素受体蛋白结合的不同是昆虫对Bt毒素产生敏感差异的主要原因,Bt毒素对鳞翅目昆虫产生毒性的过程中,ABCC2转运蛋白和钙黏蛋白是两类重要的毒素受体蛋白。我们从灰翅夜蛾属昆虫中肠或细胞系中分别克隆受体基因,构建pie2-SlABCC2-GFP、pie2-SeABCC2-GFP和pie2-SfABCC2-GFP三种表达质粒。分别将构建的质粒转染至Hi5细胞,结果发现,这三种昆虫ABCC2转运蛋白均主要定位在细胞膜上。斜纹夜蛾,甜菜夜蛾和草地贪夜蛾ABCC2基因分别编码1344、1343和1345个氨基酸残基,其分子量大小分别为150.15 kDa,149.74 kDa和150.25 kDa,且三种不同ABCC2蛋白序列高度保守,一致性达97.42%,均为12次跨膜蛋白。分别从斜纹夜蛾和甜菜夜蛾幼虫中肠克隆SlCAD和SeCAD基因,通过基因合成获得SfCAD基因,分别构建钙黏蛋白表达质粒,转染至Hi5细胞,结果发现SlCAD、SeCAD和SfCAD蛋白都主要定位在细胞膜上。斜纹夜蛾、甜菜夜蛾和草地贪夜蛾钙黏蛋白基因分别编码1757、1739和1734个氨基酸残基,分子大小分别是197.47 kDa、196.45 kDa和195.50 kDa,三种昆虫钙黏蛋白序列一致性为83.92%。3 ABCC2转运蛋白与Cadherin的协同作用为检测三种灰翅夜蛾属昆虫ABCC2转运蛋白和钙黏蛋白是否可以作为Cry毒素特异性受体,将构建的真核细胞表达质粒分别转染至Hi5细胞,测得Cry1Ac毒素对转染pie2-S1ABCC2-GFP、pie2-SeABCC2-GFP 和 pie2-SfABCC2-GFP 的 Hi5 细胞 EC50 分别是 4.198μg/mL、0.092 μg/mL 和 0.064 μg/mL;而 Cry1Ac 毒素对转染 pie2-SlCAD-GFP、pie2-SeCAD-GFP和pie2-SfCAD-GFP的Hi5细胞无毒性,因此从细胞水平上看,这三种昆虫单独表达钙黏蛋白的都不能作为Cry1Ac毒素受体。用Cry1Ca处理表达这六种蛋白的Hi5细胞,结果发现处理组与对照组病变率无明显差异,因此从细胞水平上看,三种灰翅夜蛾属昆虫单独表达的ABCC2转运蛋白或钙黏蛋白都不能作为Cry1Ca毒素受体。pie2-HaABCC2-GFP和pie2-HaCAD-GFP共转染至Hi5细胞,细胞对Cry1Ac毒素敏感性分别是单独转染pie2-HaABCC2-GFP和单独转染pie2-HaCAD-GFP的6.41倍和541.88倍,由此可见,棉铃虫ABCC2和CAD共同表达能增强Hi5细胞对Cry1Ac毒素的敏感性,即共转染pie2-HaABCC2-GFP和pie2-HaCAD-GFP有较强的协同作用;将斜纹夜蛾、甜菜夜蛾和草地贪夜蛾三种昆虫ABCC2和钙黏蛋白分别共同表达于Hi5细胞,结果显示,三种昆虫ABCC2和CAD共同表达并不能提高Hi5细胞对Cry1Ac和Cry1Ca毒素的敏感性。因此,三种灰翅夜蛾属昆虫ABCC2转运蛋白和钙黏蛋白在Hi5细胞中共同表达,对Cry1Ac和Cry1Ca毒素均没有协同作用。4三种灰翅夜蛾属昆虫对Cry1Ac敏感性差异分子机制苏云金芽孢杆菌通过与幼虫中肠刷状缘膜的蛋白受体结合,形成膜穿孔从而发挥其毒性。斜纹夜蛾和草地贪夜蛾都是灰翅夜蛾属昆虫,斜纹夜蛾对Cry1Ac毒素相对不敏感,而草地贪夜蛾对Cry1Ac毒素敏感,然而不同昆虫种群对Cry1Ac毒素的敏感性差异机制尚不明确。基于两种昆虫对Cry1Ac毒素敏感性差异,本文分析了 Cry1Ac毒素蛋白受体S1ABCC2和SfABCC2氨基酸序列,发现它们有很高的一致性。我们在Hi5细胞分别表达斜纹夜蛾SlABCC2蛋白和草地贪夜蛾SfABCC2蛋白,结果发现表达SfABCC2蛋白的细胞对Cry1Ac的敏感性是表达S1ABCC2蛋白的细胞对Cry1Ac敏感性的65.59倍。本文通过对斜纹夜蛾和草地贪夜蛾ABCC2片段替换、点突变和缺失,证实了草地贪夜蛾ABCC2转运蛋白上Q125氨基酸残基和斜纹夜蛾ABCC2转运蛋白上E125氨基酸残基是影响表达ABCC2受体的Hi5细胞对Cry1Ac敏感性差异的关键氨基酸。同样将棉铃虫上对应关键氨基酸Q122点突变,结果发现,表达HaABCC2Q122-GFP的细胞对Cry1Ac毒素的敏感性要比表达HaABCC2E122-GFP的细胞强。位于ABCC2蛋白loop1区域上的Q125或E125可能是Cry1Ac毒素的重要结合位点,这些结果表明,ABCC2上loopl区域单个氨基酸多态性是影响不同鳞翅目种群对Cry1Ac毒素敏感性差异的主要原因之一。
刘盼盼[8](2019)在《基于NGS的Bacillus thuringiensis基因组和毒蛋白分析及毒蛋白信息平台构建》文中提出苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一种需氧,能够形成孢子的革兰氏阳性菌,在孢子形成的期间能够产生昆虫病原细菌伴孢晶体蛋白或δ-内毒素。这些Cry蛋白对多种害虫具有毒性,例如鳞翅目,鞘翅目,双翅目和线虫。苏云金芽孢杆菌被认为是最成功的微生物杀虫剂。此外,Bt毒素基因也已被有效地用于增强对昆虫害虫的抗性转基因作物。在过去的几十年里,Bt及其毒素是研究最多一种生物杀虫剂。然而,一些害虫正在逐渐地或已经对常用的基于苏云金芽孢杆菌的杀虫剂产生了的耐性,从而在某种程度上削弱了Bt类的杀虫剂的功效。因此,迫切的需要寻找具有不同的作用模式和特异性的Bt菌株和毒素蛋白,从而能够延续和提升这种细菌的杀虫活性。随着第二代测序技术的发展和新的组学概念的提出,更多的苏云金芽孢杆菌完成了全基因组测序和蛋白质组的质谱分析,为大规模高效率地识别新的菌株和新的毒素蛋白提供了前所未有的机遇。然而整合并且挖掘这些高通量的数据对于实验生物学家而言是一个重要挑战,因此有必要开发面向实验科学家的精确高效的数据库平台以及分析软件,系统的识别新的Bt毒蛋白。通过结合基因组比较分析能够更加深入了解芽孢杆菌属物种之间的基因组多样性以及不同的Bt亚种菌株之间的多样性,对深入理解苏云金芽苞杆菌的基因组特征和基因功能具有重要的意义。本实验室首先对从不同地域分离得到的6个Bt分离株进行全基因组测序,在该研究中,基于2016年6月之前公开的苏云金芽孢杆菌的基因组作为参考基因组,利用改进后的组装程序对scaffolds进行进一步的组装排序,构建了这6种菌株的基因组草图,并对基因组中的编码基因和蛋白质进行了预测和功能注释。通过功能注释分析,我们发现菌株中平均有56.3%的CDS能注释到相应的功能区域,通过对这6种苏云金芽孢杆菌分离株的基因组结构的分析,构建了Bt分离株基因组草图,和相应的基因组特征的分析,可以为后续的毒蛋白的识别提供一定的理论基础。其次,本研究中着重对比较感兴趣的苏云金芽孢杆菌菌株S2160-1的预测基因进行了功能分析,为后续的毒蛋白的识别奠定一定的理论依据。毒理试验表明S2160-1具有较高的灭蚊活性,为了识别和研究S2160-1菌株中的毒蛋白,将预测到的Bt S2160-1编码蛋白质与从公共资源中获取的653条毒蛋白氨基酸序列构建的数据库进行比对(e-value=0.00001)。S2160-1基因组中识别到了 46个候选毒蛋白基因。为了进一步对这些候选毒蛋白编码基因进行筛选,对这些预测毒蛋白进行了一级结构、二级结构和三级结构的分析。理化性质分析结果表明,这些预测毒蛋白长度变化范围在42~1216个氨基酸,蛋白质分子质量在4.86 kDa和137.28 kDa之间,蛋白质的等电点在4.3和10.06之间,其中pH大于7的蛋白质有16个。三级结构域和PFAM功能结构域分析结果表明,在质粒基因组中有13个候选毒蛋白具有典型内毒素结构域:Endotoxin N,EndotoxinM,deltaendotoxinC。因而推测,在Bt S2160-1菌株中可能具有13个编码毒蛋白基因,为了研究这些毒蛋白与已知的Bt毒蛋白之间关系,将11个已知的Bt菌株的90个编码毒蛋白基因与S2160-1的13个候选毒蛋白进行MEGA进化分析。通过进化分析,可以为S2160-1候选毒蛋白基因进行国际命名提供一定的参考价值,为候选毒蛋白的功能分析提供一定的理论基础。其次,为了比较这6种苏云金芽孢杆菌与其他已知的菌种和亲缘关系比较近的菌株间的关系,基于芽孢杆菌的三种不同的细菌菌种,基于公众发表的可获得的完整基因组序列。用于分析的菌株包括17个苏云金芽孢杆菌基因组,其中11个是从公众数据库中获得的,13个蜡状芽孢杆菌和8个炭疽杆菌的基因组。除了对每一种菌种进行了泛基因组和核基因组的分析外,还研究了包括17个苏云金芽苞杆菌、炭疽杆菌参考基因组和蜡状芽孢杆菌参考基因组的芽孢杆菌属的泛基因组和核基因组。事实证明在分析的三种菌种中所必须的基因的数目以及平均基因的数目相差不大,也进一步说明了这三种物种的亲缘关系比较近。但是也存在这一定的差异,通过基因组一致性分析表发现苏云金芽孢杆菌中,基因组的一致性得分与炭疽杆菌和蜡状芽孢杆菌相比较,整体是处于偏低的状态的,这也从另一个方面说明苏云金芽孢杆菌菌种对应的泛基因组和核基因组曲线变化比其余两种菌种的泛基因组和核基因组的曲线变化趋势强烈的原因。对苏云金芽孢杆菌和炭疽杆菌的核基因和泛基因进行直向同源的聚类组(COG)类的分布情况的不同再次对他们的泛基因组和核基因组进行比较分析。这项研究说明如何可已利用生物信息学工具对广泛的基因组进行简单比较的方法,通过已知的信息来深入的了解未知的现象。最后,本研究汇总了苏云金芽孢杆菌的公布的全基因组测序相关数据,以及我们实验室分离得到的菌株的基因组信息和蛋白质组数据构建了苏云金芽孢杆菌组学数据库Btomics,构建了基因组测序数据地分析平台,该数据库的构建为实验学者提供关门存储苏云金芽孢杆菌的基因组信息和其他的信息的查询。同时,本文还构建了苏云金芽孢杆菌的毒蛋白数据库,该数据库中通过人工挖掘和文献搜索的方式收集了所有的已知的毒蛋白的相关信息,而且还构建了基于序列相似性的毒蛋白预测软件。两个关于苏云金芽孢杆菌数据库的构建不仅能够为实验室的数据的提供存储和查询,而且有利于数据的交流共享以及实验科学家方便快捷地从事苏云金芽孢杆菌地生物信息学分析。
付成林[9](2018)在《贵州地区苏云金芽胞杆菌杀虫新基因的挖掘与功能验证》文中研究指明苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)自从被发现至今已被广泛的应用于农业生产、森林保护、园林防治以及卫生害虫的防治。目前,越来越多的Bt制剂和Bt作物得到了广泛的开发和应用,在防治害虫方面取得了良好的防治效果。自20世纪20年代以来,Bt蛋白就已经用于农业害虫的防治,并取得了上佳的效果。因此,分离筛选高效、广谱杀虫活性的Bt菌株,克隆新的杀虫活性基因,为生产实践防病治虫提供新的资源。本研究通过广泛采取收集贵州地区土壤腐殖质,以此分离筛选了一批Bt菌株,并对其进行基因型鉴定、杀虫活性分析,得到一批鳞翅目害虫具有杀虫活性的Bt菌株,并从CS137-2和CS72-1两个菌株中克隆得到3个新的Bt基因。对贵州多个地区共收集1170份样品进行芽胞杆菌抗生素分离处理,总共获得976株芽胞杆菌,鉴定出181株Bt菌,平均分离率超过了18%。对得到这的一百多株Bt菌进行基因型分析,发现其中含cry1、cry2、cry4、cry8、cry9、cry20、cry22、cry28、cry30、cry31、cry37、cry40、cry46、cry52和cyt2共计15种基因型,有87株未鉴定出基因型。菌株中有31种不同的基因型组合,杀鳞翅目害虫的基因型组合菌株最多,此外,杀同翅目/鳞翅目和杀鞘翅目/双翅目的基因型组合菌株也均有发现。多数Bt菌株的表达蛋白在SDS-PAGE分析下呈多条带,以标准蛋白Marker为参照可知其主要表达30-130KDa大小的蛋白;显微镜观察也发现多种晶体类型,且多数同一菌株中包含两种晶体形态。Bt菌所产生的伴胞晶体形状有球形、大小菱形、方形、米粒形等。生物测定结果表明,其中有101株Bt菌对棉铃虫具有活性,另外有80株菌对棉铃虫无杀虫活性。表明,该地区的Bt资源丰富,基因类型丰富多样,杀虫谱广,具有良好的多样性。本研究从菌株中选择了基因类型丰富,杀虫活性高的菌株CS72-2和CS137-2作进一步研究。研究通过对CS72-2和CS137-2菌株进行全基因组测序并组装,根据测序组装结果设计引物对两个菌株进行PCR-RLFP克隆和PCR直接克隆,共克隆得到3个新基因,其中包含1个第二等级基因、1个第三等级基因和1个第四等级基因。分别命名为cry28-like、cry37-like、cyt2-like。将基因cry28-like构建穿梭表达载体pSTK后转入无晶体突变株HD73-能产生菱形晶体。其对亚洲玉米螟和棉铃虫有杀虫活性,但对秀丽隐杆线虫和番茄根结线虫的无杀虫效果。对基因cry37-like和cyt2-like两个杀虫基因进行功能验证,生物活性测定表明两类诱导表达蛋白对两种鳞翅目昆虫具有杀虫活性,cry37-like和cyt2-like诱导表达蛋白对亚洲玉米螟和棉铃虫具有杀虫活性。cry37-like的诱导表达蛋白对秀丽隐杆线虫的杀虫活性相对较低,而对番茄根结线虫不具有杀虫活性。cyt2-like的诱导表达蛋白对秀丽隐杆线虫和番茄根结线虫的杀虫效果均较弱,72h后校正死亡率分别为35%和与30%。
巩鹏涛,吴仲琦,周燕,方宣钧[10](2018)在《苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展》文中认为自上世纪初发现苏云金芽孢杆菌对昆虫有杀虫活性以来,如何发掘利用苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白服务于农业生产和人类的卫生防控就成为一个重要课题。从早期的分离菌株使用菌体的复合物喷施到使用分子手段转化植物特定表达,人类在苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的利用精准度上在不断提高,但随之而来就是抗性的产生。因此不断发掘可使用的新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因资源就是一个很重要的话题。本综述就苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的发掘方法研究做一系统论述。
二、苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的结构(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的结构(论文提纲范文)
(1)苏云金芽孢杆菌及其伴孢晶体杀虫剂研究进展(论文提纲范文)
1 苏云金芽孢杆菌发现与命名 |
2 苏云金杆菌分类发展史 |
2.1 苏云金杆菌的分类 |
2.2 苏云金芽孢杆菌伴孢晶体编码基因的命名 |
3 苏云金芽孢杆菌的杀虫功能 |
4 苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白的应用和杀虫相关产品 |
5 苏云金芽孢杆菌相关杀虫剂的发展前景 |
(2)苏云金芽孢杆菌的分离鉴定及伴孢晶体蛋白生物毒力效果分析(论文提纲范文)
1 材料和方法 |
1.1 材料和仪器 |
1.2 试验方法 |
1.2.1 烟叶表层菌体提取、分离纯化 |
1.2.2 菌株生理生化及16S rDNA测序鉴定 |
1.2.3 Bt菌株伴孢晶体形态及基因型鉴定 |
1.2.4 Bt菌株伴孢晶体的提取制备 |
1.2.5 伴孢晶体蛋白对烟草甲幼虫的毒力活性测定方法 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株鉴定 |
2.2 Bt菌株伴孢晶体形态及基因型分析 |
2.3 Bt菌株伴孢晶体蛋白的提取 |
2.4 Bt菌株伴孢晶体蛋白对烟草甲幼虫的生物毒力活性分析 |
2.4.1 烟草甲幼虫死亡形态对比 |
2.4.2 对烟草甲幼虫的生物毒力效果验证 |
3 讨论与结论 |
(3)苏云金芽胞杆菌Vip3Aa39的改造(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 前言 |
1.1 苏云金芽胞杆菌简介 |
1.1.1 Bt的分布及特征 |
1.1.2 Bt菌株分离及杀虫基因的鉴定方法 |
1.1.3 杀虫晶体蛋白 |
1.1.4 抗癌晶体蛋白 |
1.2 Vip简述 |
1.2.1 Vip的命名 |
1.2.2 Vip的分类 |
1.2.3 Vip3的杀虫机理 |
1.2.4 Vip3蛋白的应用 |
1.3 Bt蛋白的改造方式 |
1.3.1 定点突变 |
1.3.2 重组蛋白 |
1.3.3 随机突变 |
1.4 重要的鳞翅目害虫 |
1.5 本研究的目的与意义 |
1.6 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 vip3A杀虫基因筛选的试验材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 vip3A嵌合基因构建的试验材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 vip3Aa39基因突变的试验材料与方法 |
2.3.1 试验材料 |
2.3.2 试验方法 |
3 结果与分析 |
3.1 vip3A基因发掘 |
3.1.1 Bt菌株的分离鉴定 |
3.1.2 vip3A基因的鉴定 |
3.1.3 vip3Ad基因的克隆表达 |
3.1.4 室内杀虫活性测定 |
3.2 Vip3Aa39与Vip3Ad嵌合蛋白 |
3.2.1 嵌合基因的获得 |
3.2.2 Vip3Aa39 和嵌合蛋白的结构分析 |
3.2.3 嵌合蛋白的SDS-PAGE分析 |
3.2.4 嵌合蛋白的胰蛋白酶消化处理 |
3.2.5 嵌合蛋白杀虫活性分析 |
3.3 Vip3Aa39定点突变 |
3.3.1 突变位点确定 |
3.3.2 含vip3Aa39的表达载体的构建 |
3.3.3 突变基因的克隆 |
3.3.4 Vip3Aa39与突变体蛋白的表达与分析 |
3.3.5 胰蛋白酶的敏感性分析 |
3.3.6 杀虫活性测定 |
3.3.7 Vip3Aa39突变蛋白结构分析 |
4 讨论 |
4.1 vip3A基因资源挖掘 |
4.2 Vip3Aa39 和 Vip3Ad 的嵌合蛋白 |
4.3 Vip3Aa39定点突变 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
(4)苏云金芽胞杆菌在不同植物叶片分布差异的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
英文缩略表 |
第一章 文献综述 |
1.1 苏云金芽胞杆菌简介 |
1.2 苏云金芽胞杆菌的的分布及生物学特性 |
1.3 新型杀虫基因的挖掘 |
1.3.1 基于DNA层面对新基因的挖掘 |
1.3.2 基于蛋白层面对新基因的挖掘 |
1.3.3 基于基因组测序技术对新基因的挖掘 |
1.4 苏云金芽胞杆菌的杀虫蛋白 |
1.4.1 Bt蛋白的命名 |
1.4.2 Bt杀虫蛋白的分类 |
1.4.3 晶体蛋白的结构与功能 |
1.5 从植物中分离苏云金芽胞杆菌的研究 |
1.5.1 从种子植物中分离Bt |
1.5.2 从孢子植物中分离Bt |
1.6 苏云金芽胞杆菌在害虫绿色防控中的应用 |
1.7 研究内容和目的意义 |
1.8 技术路线 |
第二章 引言 |
第三章 植物叶片苏云金芽胞杆菌的分离鉴定及生物活性分析 |
3.1 实验材料与仪器 |
3.1.1 植物叶片的采集与保存 |
3.1.2 主要生化试剂和配方 |
3.1.3 实验仪器设备 |
3.1.4 培养基配制方法 |
3.1.5 供试昆虫 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 热处理法分离Bt菌株 |
3.2.2 光学显微镜观察晶体的形态特征 |
3.2.3 Bt菌株的保存 |
3.2.4 菌株基因组的提取 |
3.2.5 鉴定引物PCR分析 |
3.2.6 PCR扩增条件 |
3.2.7 琼脂糖凝胶电泳 |
3.2.8 菌株胞晶混合物的制备 |
3.2.9 聚丙烯酰胺凝胶的配制 |
3.2.10 SDS-PAGE分析 |
3.2.11 染色和脱色 |
3.2.12 菌株胞晶混合物对小菜蛾生物活性的测定 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 植物叶片采集分析 |
3.3.2 Bt菌株分离情况 |
3.3.3 部分晶体形态观察 |
3.3.4 菌株cry基因型鉴定 |
3.3.5 Bt菌株的晶体蛋白SDS-PAGE图谱分析 |
3.3.6 菌株对小菜蛾生物活性的测定 |
3.4 讨论 |
第四章 全文结论 |
参考文献 |
附录 |
附录1 北京植物园和廊坊试验基地所采集的植物样本汇总 |
附录2 用于分离Bt菌株的植物叶片样本 |
作者简介 |
(5)Ectoine对苏云金芽孢杆菌芽孢和伴孢晶体的抗逆协助研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 化学类农药 |
1.1.1 化学农药在我国使用现状 |
1.1.2 化学农药危害 |
1.1.3 减少化学农药不利影响的措施 |
1.2 生物农药 |
1.2.1 生物农药的使用前景 |
1.2.2 生物农药种类 |
1.3 微生物杀虫剂 |
1.3.1 细菌杀虫剂 |
1.3.2 真菌类杀虫剂 |
1.3.3 微生物杀虫剂优势 |
1.4 B. thuringiensis研究现状 |
1.4.1 B. thuringiensis研究进展 |
1.4.2 B. thuringiensis的分类方法 |
1.4.3 菌株B. thuringiensis杀虫机理 |
1.4.4 伴孢晶体蛋白分类及其结构 |
1.4.5 B. thuringiensis优势 |
1.4.6 B.thuringiensis A54生长及形成芽孢和伴孢晶体影响因素 |
1.5 逆环境对B.thuringiensis芽孢萌发和伴孢晶体稳定性的影响 |
1.5.1 逆环境对B.thuringiensis芽孢萌发的影响 |
1.5.2 逆环境对B.thuringiensis伴孢晶体稳定性的影响 |
1.6 逆环境下提高B.turingiensis杀虫制剂效力的方法 |
1.6.1 提高芽孢和伴孢晶体抗逆环境的方法 |
1.6.2 渗透压补偿溶质Ectoine的研究 |
1.7 研究目的内容及意义 |
1.7.1 研究的目的和内容 |
1.7.2 研究的意义 |
2 响应面法优化B.thuringiensis A54培养条件 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验菌株 |
2.1.2 实验培养基 |
2.1.3 实验仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 菌株活化和培养 |
2.2.2 B.thuringiensis A54菌落和镜下形态观察 |
2.2.3 细胞生长量测定 |
2.2.4 响应面法优化B.thuringiensis A54培养条件方法 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 B.thuringiensis A54菌落和镜下形态 |
2.3.2 B.thuringiensis A54培养条件优化 |
2.3.3 B.thuringiensis A54培养基的响应面法优化 |
2.4 本章小结 |
3 B.thuringiensis A54伴孢晶体基因鉴定和表达 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 菌株 |
3.1.2 培养基 |
3.1.3 试剂盒 |
3.1.4 试剂 |
3.1.5 实验仪器 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 菌株活化和培养 |
3.2.2 伴孢晶体基因型鉴定 |
3.2.3 B.thuringiensis A54伴孢晶体基因Cry1Aa表达丰度的RT-PCR实验 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 伴孢晶体基因型鉴定 |
3.3.2 B.thuringiensis A54伴孢晶体基因Cry1Aa表达丰度 |
3.4 本章小结 |
4 逆环境对B.thuringiensis A54芽孢萌发的影响 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 实验菌株 |
4.1.2 实验培养基 |
4.1.3 实验仪器 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 菌株活化和培养 |
4.2.2 芽孢悬浮液制备 |
4.2.3 芽孢浓度测定方法 |
4.2.4 实验条件设置方法 |
4.2.5 芽孢萌发率测定方法 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 不同紫外线辐射时长对B.thuringiensis A54芽孢萌发的影响 |
4.3.2 干燥对B.thuringiensis A54芽孢萌发率的影响 |
4.3.3 温度梯度对B.thuringiensis A54芽孢萌发率的影响 |
4.4 本章小结 |
5 Ectoine对B.thuringiensis A54芽孢萌发抗逆环境协助研究 |
5.1 实验材料 |
5.1.1 实验菌株 |
5.1.2 试剂 |
5.1.3 实验培养基 |
5.1.4 实验仪器 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 菌株活化和培养 |
5.2.2 Ectoine制备以及浓度的液相色谱测定法 |
5.2.3 芽孢萌发率测定方法 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 Ectoine浓度液相色谱测定 |
5.3.2 不同浓度Ectoine对B.thuringiensis A54芽孢抗紫外线协助 |
5.3.3 不同浓度Ectoine对B.thuringiensis A54芽孢萌发抗干燥协助 |
5.3.4 不同浓度Ectoine对B.thuringiensis A54芽孢抗低温协助 |
5.4 本章小结 |
6 Ectoine对B.thuringiensis A54伴孢晶体抗紫外线研究 |
6.1 实验材料 |
6.1.1 菌株 |
6.1.2 试剂与试剂盒 |
6.1.3 培养基 |
6.1.4 实验仪器 |
6.2 实验方法 |
6.2.1 菌株活化和培养 |
6.2.2 伴孢晶体的纯化方法 |
6.2.3 伴孢晶体的紫外线辐射处理和Ectoine保护 |
6.2.4 伴孢晶体的溶解方法 |
6.2.5 蛋白质浓度测定方法 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 紫外线辐射对伴孢晶体的损伤作用 |
6.3.2 紫外线作用下不同浓度的Ectoine对芽孢杆菌伴孢晶体的保护 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(6)Bt杀虫蛋白原核表达及对异迟眼蕈蚊的杀虫活性(论文提纲范文)
摘要 |
前言 |
1.1 食用菌主要害虫 |
1.1.1 食用菌害虫害症状 |
1.1.2 眼蕈蚊为害特点 |
1.2 食用菌眼蕈蚊的防治 |
1.2.1 农业防治 |
1.2.2 物理防治 |
1.2.3 化学防治 |
1.2.4 生物防治 |
1.3 苏云金芽孢杆菌概况 |
1.3.1 苏云金芽孢杆菌的杀虫活性 |
1.3.2 苏云金芽孢杆菌的杀虫机理 |
1.4 高效杀虫BT工程菌的构建 |
1.4.1 种内改造 |
1.4.2 种间改造 |
1.5 本研究目的和意义 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 供试昆虫、菌株和质粒 |
2.1.2 供试培养基 |
2.1.3 供试化学试剂 |
2.1.4 供试试剂盒 |
2.1.5 供试仪器 |
2.2 菌株筛选 |
2.2.1 Bt菌株室内毒力测定 |
2.2.2 Bt菌株对食用菌菌丝的影响 |
2.3 23 -5 菌株鉴定 |
2.3.1 形态鉴定 |
2.3.2 生理生化鉴定 |
2.3.3 16 S rDNA鉴定 |
2.4 23 -5 菌株杀虫蛋白基因型PCR-RFLP鉴定 |
2.5 23 -5 菌株杀虫蛋白基因克隆载体构建 |
2.5.1 杀虫蛋白引物设计与PCR扩增 |
2.5.2 杀虫蛋白基因克隆载体构建 |
2.5.3 克隆载体的酶切验证 |
2.6 23 -5 菌株杀虫蛋白的生物信息学分析 |
2.7 23 -5 菌株杀虫蛋白基因表达载体构建 |
2.7.1 载体双酶切及目的片段回收 |
2.7.2 目的片段与表达载体连接 |
2.7.3 表达载体的双酶切验证 |
2.8 23-5 菌株杀虫蛋白表达载体的表达及纯化 |
2.8.1 杀虫蛋白表达载体诱导表达 |
2.8.2 包涵体蛋白的复变性 |
2.8.3 融合蛋白的Ni柱亲和纯化 |
2.8.4 Western Blot |
2.9 目标蛋白工程菌室内毒力测定 |
3 结果与分析 |
3.1 菌株筛选 |
3.1.1 室内毒力测定 |
3.1.2 菌株对食用菌菌丝的影响 |
3.2 23-5 菌株鉴定 |
3.2.1 形态鉴定 |
3.2.2 生理生化鉴定 |
3.2.3 16S rDNA鉴定 |
3.3 23-5 菌株杀虫蛋白基因型鉴定 |
3.4 23-5 菌株杀虫蛋白基因克隆载体构建 |
3.4.1 PCR扩增结果 |
3.4.2 杀虫蛋白基因的克隆 |
3.5 23-5 菌株杀虫蛋白的生物信息学分析 |
3.6 2-5 菌株杀虫蛋白基因表达载体构建 |
3.6.1 杀虫蛋白基因表达载体构建 |
3.6.2 表达载体的酶切验证 |
3.7 23-5 菌株杀虫蛋白表达载体的表达及纯化 |
3.7.1 杀虫蛋白表达载体诱导表达 |
3.7.2 融合蛋白的Ni柱亲和纯化结果 |
3.8 目标蛋白工程菌室内毒力测定 |
4 讨论 |
4.1 食用菌眼蕈蚊的防治 |
4.2 BT菌株杀虫蛋白基因型 |
4.3 杀虫蛋白原核表达的特点 |
4.4 杀虫蛋白应用研究 |
4.5 23-5 菌株的应用前景 |
5 结论 |
参考文献 |
ABSTRACT |
攻读学位期间取得成果 |
致谢 |
附录1 |
附录2 |
(7)受体介导的三种灰翅夜蛾属昆虫对Bt毒素敏感性差异分子机制的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 苏云金芽孢杆菌 |
1.1.1 苏云金芽孢杆菌的发现 |
1.1.2 Bt毒素的命名和分类 |
1.1.3 Bt杀虫晶体蛋白的结构与功能 |
1.1.4 晶体蛋白毒素的作用机理 |
1.2 Bt晶体蛋白毒素受体研究概况 |
1.2.1 ABC转运蛋白(ABC Transporter) |
1.2.2 钙黏蛋白(Cadhrin) |
1.2.3 氨肽酶N(Aminopeptidase N) |
1.2.4 碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase) |
1.3 毒素受体的协同作用 |
1.4 鳞翅目昆虫对Bt毒素敏感性差异 |
1.4.1 Bt毒素的活化介导的敏感性差异 |
1.4.2 Bt毒素与受体蛋白的结合不同导致的昆虫对毒素的敏感性差异 |
1.5 研究目的与意义 |
第二章 三种灰翅夜蛾属昆虫对Bt毒素敏感性分析 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料 |
2.1.1 原毒素与饲料成分 |
2.1.2 供试昆虫及来源 |
2.1.3 主要器具及常用仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 饲料配制流程 |
2.3.2 敏感性测定方法 |
2.3.3 数据统计分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 斜纹夜蛾Spodoptera litura对Cry毒素敏感性分析 |
2.4.2 甜菜夜蛾Spodoptera exigua对Cry毒素敏感性分析 |
2.4.3 草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对Cry毒素敏感性检测 |
2.4.4 Cry毒素对三种灰翅夜蛾属Spodoptera (Noctuidae)昆虫毒力比较 |
2.5 讨论与小结 |
第三章 ABC转运蛋白和钙黏蛋白基因的克隆与生物信息学分析 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 昆虫细胞系和培养基 |
3.2.2 质粒和菌株 |
3.2.3 DNA克隆常用试剂 |
3.2.4 常用溶液的配制 |
3.2.5 细胞培养基及配制 |
3.2.6 主要引物及序列 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 昆虫组织或细胞系总RNA的提取 |
3.3.2 cDNA的合成 |
3.3.3 PCR产物的回收和纯化 |
3.3.4 连接产物的转化 |
3.3.5 质粒的抽提 |
3.3.6 同源重组法无缝克隆 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 斜纹夜蛾Spodoptera litura ABCC2和钙黏蛋白表达质粒的构建 |
3.4.2 甜菜夜蛾Spodoptera exigua ABCC2和钙黏蛋白表达质粒的构建 |
3.4.3 草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda ABCC2和钙黏蛋白表达质粒的构建 |
3.4.4 三种灰翅夜蛾属昆虫ABCC2和钙黏蛋白的亚细胞定位 |
3.4.5 ABCC2和CAD蛋白氨基酸序列分析 |
3.4.6 ABCC2转运蛋白和Cadherin进化树的构建 |
3.4.7 ABCC2转运蛋白和Cadherin三维结构的预测分析 |
3.4.8 ABCC2转运蛋白跨膜区预测 |
3.4.9 CAD信号肽和重复区预测 |
3.5 讨论与小结 |
第四章 ABCC2转运蛋白与cadherin的协同作用分析 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 昆虫细胞系和培养基 |
4.2.2 活化的Cry毒素 |
4.2.3 质粒与菌株 |
4.2.4 主要试剂 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 细胞转染 |
4.3.2 显微镜观察 |
4.3.3 瞬时表达的Hi5细胞对Cry1Ac毒素的EC_(50)测定 |
4.3.4 瞬时表达的Hi5细胞对Cry1Ca毒素敏感性测定 |
4.3.5 数据处理与分析 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 棉铃虫Helicoverpa armigera ABCC2转运蛋白和Cadherin的协同作用分析 |
4.4.2 瞬时表达不同ABCC2或CAD蛋白后Hi5细胞对Cry1Ac毒素的敏感性分析 |
4.4.3 瞬时表达不同ABCC2或CAD蛋白后Hi5细胞对Cry1Ca毒素的敏感性比较 |
4.4.4 Hi5细胞共同表达的ABCC2与钙黏蛋白对Cry1Ac毒素协同作用分析 |
4.4.5 Hi5细胞共同表达ABCC2与钙黏蛋白对Cry1Ca毒素协同作用比较 |
4.5 讨论与小结 |
第五章 三种灰翅夜蛾属昆虫对Cry1Ac毒素敏感性差异分子机制 |
5.1 前言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 昆虫来源以及细胞系 |
5.2.2 毒素与试剂 |
5.2.3 蛋白抗体与试剂 |
5.2.4 实验主要溶液配制 |
5.2.5 主要引物 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 不同物种ABCC2蛋白介导的细胞对Cry1Ac毒素敏感性比较 |
5.3.2 S1ABCC2和SfABCC2蛋白质氨基酸序列分析 |
5.3.3 介导Hi5细胞对Cry1Ac毒素敏感性差异的SlABCC2和SfABCC2蛋白相关区域分析 |
5.3.4 不同ABCC2蛋白的片段替换 |
5.3.5 影响表达SlABCC2和SfABCC2蛋白的细胞对Cry1Ac敏感性差异关键氨基酸区域 |
5.3.6 ABCC2单个氨基黢残基位点突变的细胞对CrylAc毒素敏感性的分析 |
5.3.7 ABCC2蛋白免疫印迹试验 |
5.3.8 ABCC2突变体介导的细胞对Cry1Ac毒素敏感性的显微观察 |
5.3.9 ABCC2突变体介导的细胞对Cry1Ac毒素敏感性的测定 |
5.3.10 数据分析与作图 |
5.4 结果与分析 |
5.4.1 受体介导的细胞对Cry1Ac毒素敏感性差异的潜在关键氨基酸残基区域位点的确定 |
5.4.2 关键区域单个氨基酸点突变介导的Hi5细胞对Cry1Ac敏感性分析 |
5.4.3 受体片段互换对蛋白的表达水平没有显着影响 |
5.4.4 野生型和突变体ABCC2转运蛋白的亚细胞定位 |
5.4.5 ABCC2氨基酸残基片段替换突变体介导的Cry1Ac毒素的EC_(50)分析 |
5.4.6 鳞翅目昆虫ABCC2差异关键氨基酸位点突变对Cry1Ac的EC_(50)影响 |
5.5 讨论与小结 |
第六章 总结 |
论文创新点 |
不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学位论文 |
致谢 |
(8)基于NGS的Bacillus thuringiensis基因组和毒蛋白分析及毒蛋白信息平台构建(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究目的和意义 |
1.2 苏云金芽孢杆菌概述 |
1.3 Bt毒蛋白的简介 |
1.4 苏云金芽孢杆菌多组学分析 |
1.4.1 苏云金芽孢杆菌基因组学研究简介 |
1.4.2 苏云金芽孢杆菌比较基因组学研究 |
1.5 Bt及Bt毒蛋白的应用 |
1.6 课题研究内容和技术路线 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
2 Bt菌株的基因组测序及基因组分析 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 Bt菌株的收集 |
2.2.2 公共数据库中B菌株的基因组数据获取和Bt毒蛋白获取 |
2.2.3 Bt菌株的基因组测序和质量控制 |
2.2.4 Bt菌株的基因组草图的构建 |
2.2.5 Bt菌株的ORF和编码基因的预测 |
2.2.6 Bt菌株的基因组编码基因和蛋白质的功能分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 测序contigs/scaffolds序列的拼装和基因组草图的构建 |
2.3.2 Bt菌株基因组ORF和编码基因的预测 |
2.3.3 Bt基因组预测基因的KAAS和GO功能分析 |
2.4 本章小结 |
3 苏云金芽孢杆菌S2160-1中毒蛋白的识别与分析 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 苏云金芽孢杆菌菌株基因组获取和本地化的毒蛋白数据库的构建 |
3.2.2 S2160-1中的毒蛋白的序列分析 |
3.2.3 毒蛋白的多序列比对和系统进化树的构建 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 Bt S2160-1候选毒蛋白预测识别 |
3.3.2 潜在的毒蛋白序列的序列特征和保守结构域分析 |
3.3.3 毒蛋白相应的GO功能分析 |
3.3.4 多序列比对和系统发生树的构建 |
3.4 本章小结 |
4 六种全基因组测序的苏云金芽孢杆菌与进化关系近的细菌的基因组比较分析 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 数据的获取 |
4.2.2 Bt菌核基因组和泛基因组的构建以及基因家族的定义识别 |
4.2.3 基于核基因组Bt分离株系统发生树构建 |
4.2.4 苏云金芽孢杆菌蛋白质功能注释分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 泛基因组的构建和比较分析 |
4.3.2 核基因组与保守基因的比较 |
4.3.3 全基因组同线性分析 |
4.3.4 泛基因组与核基因组的COG功能比较分析 |
4.4 本章小结 |
5 苏云金芽孢杆菌毒蛋白数据库构建 |
5.1 引言 |
5.2 Bt毒蛋白数据库的构建 |
5.2.1 Bt毒蛋白数据的获取和预处理 |
5.2.2 Bt毒蛋白数据库在线平台的构建 |
5.3 Bt毒蛋白数据库功能介绍 |
5.3.1 BtToxinDB数据库搜索功能 |
5.3.2 BtToxinDB数据库blast搜索和毒蛋白预测 |
5.4 本章小结 |
6 苏云金芽孢杆菌菌株综合信息平台的构建 |
6.1 前言 |
6.2 苏云金芽孢杆菌综合信息平台的搭建 |
6.2.1 苏云金芽孢杆菌菌株数据信息的获取和预处理 |
6.2.2 苏云金芽孢杆菌综合信息在线平台的构建 |
6.3 苏云金芽孢杆菌综合信息平台的功能介绍 |
6.3.1 BtOmics数据库搜索功能 |
6.3.2 BtOmics数据库自动化分析功能 |
6.4 本章小结 |
结论 |
讨论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(9)贵州地区苏云金芽胞杆菌杀虫新基因的挖掘与功能验证(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 苏云金芽胞杆菌 |
1.2 苏云金芽胞杆菌的晶体蛋白 |
1.3 Bt菌晶体蛋白结构与功能作用 |
1.4 苏云金芽胞杆菌其它活性因子 |
1.4.1 营养期杀虫蛋白 |
1.4.2 外毒素 |
1.4.3 肠毒素 |
1.4.4 几丁质酶 |
1.4.5 双效菌素 |
1.4.6 Bt其它的毒力因子 |
1.5 苏云芽胞杆菌的开发应用 |
1.6 本研究的目的与意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 土样采集 |
2.1.2 菌株和质粒 |
2.1.3 培养基与抗生素 |
2.1.4 主要实验试剂 |
2.1.5 主要仪器 |
2.1.6 供试昆虫 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 苏云金芽胞杆菌的分离与晶体类型观察 |
2.2.2 Bt菌SEM观察 |
2.2.3 苏云金芽胞杆菌基因组的提取 |
2.2.4 苏云金芽胞杆菌晶体蛋白的提取 |
2.2.5 菌株晶体蛋白浓度测定与SDS-PAGE检测 |
2.2.6 HD73-感受态细胞的制备 |
2.2.7 质粒转化 |
2.2.8 阳性转化子的筛选与鉴定 |
2.2.9 质粒去甲基化 |
2.2.10 PCR扩增操作 |
2.2.11 酶切和连接体系 |
2.2.12 PCR扩增产物的回收和连接 |
2.2.13 质粒提取及穿梭表达载体的构建 |
2.2.14 苏云金芽胞杆菌基因的鉴定 |
2.2.15 PCR-RFLP分析 |
2.2.16 菌株室内生物活性分析 |
2.2.17 基因组测序以及组装 |
第三章 结果与分析 |
3.1 菌株分离结果 |
3.1.1 菌株的分离 |
3.1.2 伴胞晶体形态的多样性 |
3.1.3 基因型鉴定 |
3.1.4 Bt菌株蛋白检测分析 |
3.1.5 Bt菌株对棉铃虫的生物活性研究 |
3.1.6 苏云金芽胞杆菌CS72-2和CS137-2的菌株特征 |
3.1.7 菌株CS72-2和CS137-2蛋白表达的SDS-PAGE电泳分析 |
3.1.8 Bt菌株CS72-2和CS137-2生物活性测定 |
3.2 2株Bt菌株杀虫基因的挖掘 |
3.3 菌株CS72-2和CS137-2中基因的克隆、表达研究 |
3.3.1 新基因的全长扩增与克隆 |
3.3.2 基因序列分析 |
3.3.4 cry28-like基因的克隆与蛋白表达 |
3.3.5 cry37-like和cyt2-like克隆与蛋白表达 |
第四章 结论与讨论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(10)苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展(论文提纲范文)
1 基于DNA文库的杀虫毒虫毒蛋白的挖掘和鉴定方法 |
2 基于PCR的新基因挖掘方法 |
3 基于高通量基因组测序技术的发掘方法 |
4 基于质谱技术的发掘方法 |
5 展望 |
作者贡献 |
四、苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的结构(论文参考文献)
- [1]苏云金芽孢杆菌及其伴孢晶体杀虫剂研究进展[J]. 黄慧敏,曾远婷,王磊. 广东化工, 2021(10)
- [2]苏云金芽孢杆菌的分离鉴定及伴孢晶体蛋白生物毒力效果分析[J]. 刘晨,王祯,朱先约,杨瑞,倪博立. 华北农学报, 2020(S1)
- [3]苏云金芽胞杆菌Vip3Aa39的改造[D]. 于爽. 东北农业大学, 2020
- [4]苏云金芽胞杆菌在不同植物叶片分布差异的研究[D]. 宋海洋. 安徽农业大学, 2019(05)
- [5]Ectoine对苏云金芽孢杆菌芽孢和伴孢晶体的抗逆协助研究[D]. 袁肖南. 大连海事大学, 2019(06)
- [6]Bt杀虫蛋白原核表达及对异迟眼蕈蚊的杀虫活性[D]. 王帆帆. 山西农业大学, 2019(07)
- [7]受体介导的三种灰翅夜蛾属昆虫对Bt毒素敏感性差异分子机制的研究[D]. 刘磊磊. 华中师范大学, 2019
- [8]基于NGS的Bacillus thuringiensis基因组和毒蛋白分析及毒蛋白信息平台构建[D]. 刘盼盼. 东北林业大学, 2019(01)
- [9]贵州地区苏云金芽胞杆菌杀虫新基因的挖掘与功能验证[D]. 付成林. 四川农业大学, 2018(02)
- [10]苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展[J]. 巩鹏涛,吴仲琦,周燕,方宣钧. 基因组学与应用生物学, 2018(05)