苏云金芽孢杆菌的重要功能基因

苏云金芽孢杆菌的重要功能基因

论文摘要

害虫抗性问题已经成为苏云金芽孢杆菌的重要研究课题。不少研究者在寻找新的苏云金芽孢杆菌主要杀虫基因—cry。PCR-RFLP技术已被证实可以快速分析鉴定苏云金芽孢杆菌菌株的cry和cyt基因型。本研究在继承前人已经成功建立的cry1-cry4、cry7、cry9和cry10鉴定体系基础上,发展了cry5、cry6、cry8和cry11的PCR-RFLP鉴定体系,进而采用上述PCR-RFLP技术鉴定了苏云金芽孢杆菌6株标准菌株和30株武夷山分离株的cry1-cry11基因类型。结果发现,88.9%、61.1%和2.8%的菌株分别含有cry1、cry2和cry11类基因,从供试菌株中检测到22种cry基因亚型(cry1Aa、cry1Ab、cry1Ac、cry1Ad、cry1Ba、cry1Cb、cry1Db、cry1Ea、crylEb、cry1Fa、cry1Fb、cry1Ga、cry1Gb、cry1Ka、cry1La、cry1Ia、cry1Ib、cry2A6、cry2Ac、cry2Ad、cry2Ae和cry11Aa)。然而,所有供试菌株均未检测到cry3、cry4、cry5、cry6、cry7、cry8、cry9和cry10基因型。第一代转基因棉花主要含有cry1Ac。然而多种害虫已经对苏云金芽孢杆菌产生抗性,而鳞翅目重要害虫小菜蛾在田间条件下已经对Cry1Ac产生了抗性。由于cry2Ab与cry1Ac序列同源性较低,两者不大可能产生交互抗性,国外学者已经以cry2Ab基因为基础获得第二代转基因棉花。目前,苏云金芽孢杆菌内毒素基因国际命名委员会网站(http://www.lifesci.sussex.ac.uk/home/NeilCrickmore/Bt/)共报道了7个cry2Ab基因和1个cry2Ad基因。本研究从武夷山分离株WB2和WB10中分别克隆到一个cry2基因(已被苏云金芽孢杆菌内毒素基因国际命名委员会命名为cry2Ab8和cry2Ad2)。cry2Ab8全长1902bp,编码633aa,所推导的氨基酸序列与已知的Cry2Ab基因氨基酸序列同源性最高达99.5%,与所有已知的Cry2Ab相比存在3个氨基酸的差异(Ala411Val、Ile629Leu和Ser630Pro)。cry2Ad2全长1902bp,编码633aa,所推导的氨基酸序列与Cry2Ad1氨基酸同源性最高(99.4%),有4个氨基酸的差异(Asn10Thr、Ser354Pro、Ile629Leu和Ser630Pro)。 苏云金芽孢杆菌自1901年被发现以来,一直缺乏有效的抗病基因资源。最近,研究人员发现在苏云金芽孢杆菌中存在一种抗病基因aiiA,其表达产物AiiA能减弱欧文氏菌导致的软腐病危害。为了有效利用这种新型抗病基因资源,本研究利用PCR技术初步研究了aiiA基因在芽孢杆菌中的分布情况。结果表明:在5株苏云金芽孢杆菌标准菌株、29株苏云金芽孢杆菌武夷山分离株、3株蜡质芽孢杆菌标准菌株和1株枯草芽孢杆菌分离株中均含有aiiA基因。将来自3株苏云金芽孢杆菌武夷山分离株、2株蜡质芽孢杆菌标准菌株和BS-1的aiiA进行分子克隆。在线核苷酸序列BLAST

论文目录

  • Statement in Chinese
  • Contents
  • List of Figures
  • List of Tables
  • List of Abbreviations
  • Abstract in Chinese
  • Abstract in English
  • Chapter 1 Bacillus thuringiensis: from gene to genomics to commercialization
  • 1.1 Introduction
  • 1.2 B. thuringiensis research and development
  • 1.2.1 Major events in the progress of B. thuringiens
  • 1.2.2 Key bioactive elements of B. thuringiensis
  • 1.2.2.1 δ-endotoxins
  • 1.2.2.2 β-exotoxin
  • 1.2.2.3 Chitinase
  • 1.2.2.4 Vegetative insecticidal proteins
  • 1.2.2.5 Zwittermicin A
  • 1.2.2.6 non-Cyt inclusion proteins against cancer cells
  • 1.2.2.7 S-layer proteins
  • 1.2.3 Mode of action
  • 1.2.3.1 Tridimensional structure of Cry toxins and their functions
  • 1.2.3.2 Helper proteins (Molecular chaperons)
  • 1.2.3.3 Plasmid transfer
  • 1.2.4 cry gene expression and regulation
  • 1.2.5 Transgenic expression of B. thuringiensis toxin genes
  • 1.2.5.1 Genetically modified microorganisms
  • 1.2.5.2 Fermentation study
  • 1.2.5.3 Transgenic plants
  • 1.2.6 Registered biopesticides based on B. thuringiensis in P R China and U.S
  • 1.3 Problems & solutions
  • 1.3.1 Relationship between B. thuringiensis and B. cereus
  • 1.3.2 Safety assessment or B. thuringiensis toxins
  • 1.3.2.1 Effects on soil
  • 1.3.2.2 Effects on water
  • 1.3.2.3 Effects on plants
  • 1.3.2.4 Effects on non-target microbes and invertebrates
  • 1.3.2.5 Effects on vertebrates
  • 1.3.2.6 Effects on food
  • 1.3.3 Comparative sensitivity to UV radiation
  • 1.3.4 Resistance and insect resistance management
  • 1.3.4.1 Mechanism of resistance
  • 1.3.4.2 Insect resistance management
  • 1.4 Progress in B. thuringiensis
  • 1.4.1 Screening and identification of B. thuringiensis strains
  • 1.4.2 Identification of ICPs genes
  • 1.4.3 Toxin receptors
  • 1.4.4 Quorum-sensing
  • 1.4.5 Secretion of metabolites
  • 1.4.6 B. thuringiensis phages
  • 1.4.7 Functional genomics
  • 1.4.7.1 Genome sequencing
  • 1.4.7.2 Identification of novel functional genes
  • 1.4.7.3 Transposable elements
  • 1.4.7.4 Proteomics analysis
  • 1.4.7.5 Transcriptomics analysis
  • 1.5 Conclusion
  • 1.6 Rationale and significance
  • Chapter 2 PCR-RFLP screening of cry gene profiles in B. thuringiensis and characterization of two novel cry2-type genes
  • 2.1 Introduction
  • 2.2 Materials and methods
  • 2.2.1 Bacterial strains
  • 2.2.2 Preparation of plasmid DNA
  • 2.2.3 PCR-RFLP screening of cry genes
  • 2.2.4 PCR amplification of cry2-type genes
  • 2.2.5 Molecular cloning and sequencing of cry2-type genes
  • 2.2.6 Data analysis
  • 2.2.7 B. thuringiensis toxin nomenclature
  • 2.2.8 Nucleotide sequence accession numbers
  • 2.3 Results
  • 2.3.1 Identification of cry genes classes from B. thuringiensis
  • 2.3.2 Diversity of cry gene combinations of B. thuringiensis isolates
  • 2.3.3 Cloning and sequence analysis of cry2Ab8
  • 2.3.4 Cloning and sequence analysis of cry2Ad2
  • 2.4 Discussion
  • Chapter 3 Cloning and characterization of aiiA from Bacillus: evidence for the existence of an AHL-lactonase gene in B. subtilis BS-1
  • 3.1 Introduction
  • 3.2 Materials and methods
  • 3.2.1 Bacterial strains and culture conditions
  • 3.2.2 DNA preparation, primers and PCR amplification
  • 3.2.3 Molecular cloning and sequencing
  • 3.2.4 Sequence analysis
  • 3.2.5 Three-dimensional structure prediction
  • 3.2.6 Expression of the recombinant GST-AiiA fusion protein
  • 3.2.7 Biological activity assay of BS-1 and its GST-AiiA fusion protein
  • 3.2.8 Nucleotide sequence accession numbers
  • 3.3 Results
  • 3.3.1 Detection of aiiA in B. thuringiensis, B. cereus and B. subtilis
  • 3.3.2 Cloning and sequence analysis of the aiiA gene
  • 3.3.3 3-D structure prediction of putative AiiA from BS-1
  • 3.3.4 BS-1 and its GST-AiiA fusion protein suppressed the virulence of E, carotovora var. carotovora Dya
  • 3.4 Discussion
  • Chapter 4 Identification, distribution pattern of IS231 elements in B. thuringiensis and their phylogenetic analysis
  • 4.1 Introduction
  • 4.2 Materials and methods
  • 4.2.1 Bacterial strains and plasmids
  • 4.2.2 DNA sample preparation and PCR conditions
  • 4.2.3 IS231-like elements detection
  • 4.2.4 Molecular cloning
  • 4.2.5 Data and phylogenetic analysis
  • 4.2.6 Nucleotide sequence accession numbers
  • 4.3 Results
  • 4.3.1 Occurrence of IS231 elements
  • 4.3.2 Data analysis of novel IS231
  • 4.3.3 Phylogenetic analysis
  • 4.4 Discussion
  • Chapter 5 Identification of genes differentially expressed during the development of B. thuringiensis
  • 5.1 Introduction
  • 5.2 Materials and methods
  • 5.2.1 Bacterial strains and plasmids
  • 5.2.2 RNA preparation
  • 5.2.3 RAP-PCR
  • 5.2.4 Isolation, cloning of RAP-PCR fragments
  • 5.2.5 DNA sequencing
  • 5.2.6 Confirmation of differential gene expression
  • 5.2.7 Nucleotide sequence accession numbers
  • 5.3 Results
  • 5.3.1 Growth process of B. thuringiensis strain 8010
  • 5.3.2 RAP-PCR analysis
  • 5.3.3 Verification of differential gene expression by specifically primed RT-PCR
  • 5.3.4 Characterization of the growth-regulated genes
  • 5.4 Discussion
  • Chapter 6 Concluding remarks
  • References
  • Appendices
  • Acknowledgements
  • 相关论文文献

    • [1].苏云金芽孢杆菌杀虫活性的增效机制研究进展[J]. 生物技术进展 2018(01)
    • [2].苏云金芽孢杆菌的研究进展[J]. 黑龙江科技信息 2016(34)
    • [3].苏云金芽孢杆菌毒性研究[J]. 安徽农业科学 2019(20)
    • [4].苏云金芽孢杆菌制剂对双孢蘑菇栽培房眼蕈蚊的控制作用[J]. 食用菌学报 2014(04)
    • [5].苏云金芽孢杆菌对茄二十八星瓢虫毒性测定[J]. 陕西农业科学 2014(07)
    • [6].苏云金芽孢杆菌的生物防治安全性研究进展[J]. 湖北农业科学 2014(11)
    • [7].土壤中苏云金芽孢杆菌的分离纯化与初步鉴定[J]. 养殖技术顾问 2010(07)
    • [8].苏云金芽孢杆菌以色列亚种毒性蛋白基因的克隆及其原核表达[J]. 中国血吸虫病防治杂志 2009(02)
    • [9].苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白研究综述[J]. 武汉生物工程学院学报 2012(01)
    • [10].苏云金芽孢杆菌菌种资源现状[J]. 江西农业 2016(17)
    • [11].苏云金芽孢杆菌对黄河鲤鱼血液免疫效果的研究[J]. 饲料广角 2008(22)
    • [12].苏云金芽孢杆菌的鉴定[J]. 现代食品 2018(20)
    • [13].苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展[J]. 基因组学与应用生物学 2018(05)
    • [14].河北省农林科学院植物保护研究所召开苏云金芽孢杆菌防治韭菜迟眼蕈蚊田间试验现场检测会[J]. 现代农村科技 2015(09)
    • [15].苏云金芽孢杆菌发展新态势及其推广普及[J]. 福建农业 2010(07)
    • [16].传统发酵食品臭鳜鱼中分离的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis 29.118)的毒理学评价(英文)[J]. 食品科学 2019(03)
    • [17].利用蓝藻厌氧发酵液制备苏云金芽孢杆菌杀虫剂[J]. 农药 2014(03)
    • [18].蓝莓组织培养污染细菌的分离与鉴定[J]. 西南农业学报 2016(11)
    • [19].苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白结构和功能研究进展[J]. 东北农业大学学报 2009(02)
    • [20].食用菌异迟眼蕈蚊苏云金芽孢杆菌筛选及杀虫蛋白基因鉴定[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版) 2019(02)
    • [21].2011年申请的农药专利[J]. 今日农药 2012(06)
    • [22].一株苏云金芽孢杆菌自然突变体活性丧失的研究[J]. 湖北农业科学 2018(08)
    • [23].不同添加物对苏云金芽孢杆菌杀虫活性的增效作用研究进展[J]. 生物技术进展 2018(02)
    • [24].双氯芬酸钠对苏云金芽孢杆菌毒性的分子机制[J]. 中国环境科学 2017(12)
    • [25].利用味精废水制备生物农药的尝试[J]. 发酵科技通讯 2012(02)
    • [26].苏云金芽孢杆菌以色列亚种水剂对新疆额尔齐斯河下游地区蚋的控制研究[J]. 中国媒介生物学及控制杂志 2018(03)
    • [27].微生物杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bt)的研究现状及应用[J]. 农业工程技术(温室园艺) 2015(16)
    • [28].蜡样芽孢杆菌特征性蛋白的分离与纯化[J]. 天津农学院学报 2011(02)
    • [29].苏云金芽孢杆菌高效价杀虫剂的研究进展[J]. 微生物学通报 2008(07)
    • [30].苏云金芽孢杆菌发酵液浓缩工艺研究[J]. 湖北农业科学 2015(18)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    苏云金芽孢杆菌的重要功能基因
    下载Doc文档

    猜你喜欢