苏云金芽胞杆菌cry1Aa19基因的克隆、表达及杀虫活性分析
2012-08-08李海涛刘东明高继国
罗 玲,李海涛,刘东明,高继国
(东北农业大学生命科学学院,哈尔滨 150030)
苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一种分布极其广泛且在其生活史中能形成芽胞和产生多种蛋白晶体的革兰氏阳性细菌[1]。Bt是当今微生物农药中研究最为深刻、应用最为广泛、对环境最为友善、商业化程度最高的微生物杀虫剂[2-3]。因此,利用Bt基因可以大量减少化学杀虫剂的使用[4-5]。目前已报道的杀虫晶体蛋白(Insecticidal crystal protein,ICPs),也称δ-内毒素(delta-endotoxin),有564种,分为68类Cry蛋白和3类Cyt蛋白,分属229种模式蛋白[6]。它的形状、结构和大小均与其毒力有着密切关系[7]。Cry晶体蛋白被敏感幼虫吞食后,在幼虫肠道碱性环境和蛋白酶的作用下释放出活性毒素,可与昆虫中肠上皮细胞的特异受体结合并形成孔道,破坏细胞渗透压平衡,最终导致昆虫死亡[8]。因此,对杀虫晶体蛋白的挖掘及研究具有非常重要的实际价值。目前已有多种cry基因用于高效广谱杀虫工程菌的构建和杀虫转基因植物的培育,部分商品化的工程菌和转基因植物已带来明显的经济效益和生态效益。由于Bt基因在构建杀虫工程菌株和转基因植物应用中的巨大潜力,有关高毒力和新型杀虫活性的cry基因的分离、克隆及开发研究已成为国内外Bt研究和利用的一大热点。
最近几年,已有一些Bt菌株从东北地区的多个自然保护区中被分离出来,东北农业大学与中国农业科学院植物保护研究所合作,从黑龙江省五常市拉林镇附近分离到一株Bt菌株LS-R-21,并从该菌株中分离出基因cry1Aa,进行了序列比对分析,在大肠杆菌中进行了基因的表达,表达产物的生物活性测定结果表明该基因对鳞翅目菜蛾科小菜蛾(Plutella xylostella)具有较高毒力。……
