苏云金芽孢杆菌cry基因型的鉴定

苏云金芽孢杆菌cry基因型的鉴定

论文摘要

为进一步发掘我国的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)的菌株资源和新型的cry毒素基因资源,本研究从几种不同生境中采集土样分离出800株野生菌株,从中得出苏云金芽孢杆菌的分布具有一定的规律性:植被覆盖率越高,原始植被保存越完好的地区,Bt出菌率越高;土壤表面腐质层越厚,土壤所含腐殖质越丰富,Bt含量越多。800株野生菌株的伴孢晶体形态大多为圆形,还有方形、菱形,个别菌株同时含有2种或3种晶体,这说明我国菌株资源丰富,并具备多样性的特点。本研究利用PCR-RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP)鉴定体系来鉴定Bt分离株的cry基因类型。根据基因保守区设计通用引物进行PCR扩增,扩增产物进行单酶切或双酶切,依其限制性片断长度多态性(RFLP)图谱分析其基因类型。其结果显示:含cry1类基因型的有107株;含cry2类基因型的有202株;含cry3类基因型的有15株;含cry-8类基因型的有361株;含cry7类的1株;含cry9类的57株;含cry40类的1.株;含cry6类的2株;含cry11类基因的有2株;没鉴定到基因类型的菌株58株,可能含有cry1-35,cry40以外的基因型或新的cry基因型。首次发现3株同时含有cry1类、cry2类、cry8类和cry9类的基因组合,它们的晶体形状都为菱形,都编码130kDa和90kDa的蛋白;这三株菌是否具有广泛的杀虫谱还有待今后进一步探究。菌株FSQ87的cry40基因得到1386bp长度的序列,经克隆、测序及序列比对,与模式基因cry40Ba保持88%的同源相似性;这一基因很可能是新的第三等级的模式基因,有待于该基因全长序列的测定。取含cry8类的Bt菌株,以铜绿丽金龟幼虫为试虫,进行杀虫活性测定,结果显示:校正死亡率为100%的菌株有13株。其中,有12株均含有编码毒杀铜绿丽金龟幼虫毒素蛋白的cry8Ca基因,这些菌株的伴孢晶体都含有分子量为130kDa的蛋白、晶体形态都为圆形,建议对这部分菌株继续克隆其全长基因,确定是否为第四等级的新基因,以便进一步进行多功能工程菌及转基因抗虫作物的研究和开发。而FTL53没有鉴定到已有的基因类型,有可能是新的cry基因型。取没有检测到cry基因型的Bt菌株,以小菜蛾为试虫,进行杀虫活性测定,结果表明校正死亡率为100%的菌株有3株,分别是:L12、yn5和HF4。这3株菌推测其可能含有cry1-35,cry40以外的基因型或者是新的编码杀灭小菜蛾毒素蛋白的基因。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 1.1 苏云金芽孢杆菌的生物学特性及分布
  • 1.2 苏云金芽孢杆菌的杀虫毒素
  • 1.3 苏云金芽孢杆菌的cry基因分类
  • 1.4 苏云金芽孢杆菌cry基因的定位
  • 1.5 苏云金芽孢杆菌的cry基因型的鉴定
  • 1.6 苏云金芽孢杆菌cry基因与生物活性的关系
  • 1.7 重要的地下害虫金龟子幼虫
  • 1.8 本研究的目的及意义
  • 2 材料和方法
  • 2.1 材料和仪器
  • 2.1.1 菌株和质粒
  • 2.1.2 培养基
  • 2.1.3 引物
  • 2.1.4 试剂
  • 2.1.5 供试昆虫
  • 2.1.6 仪器设备
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 菌株的分离
  • 2.2.2 菌株的保存
  • 2.2.3 菌株的整理与活化
  • 2.2.4 模板制备
  • 2.2.5 PCR反应
  • 2.2.6 酶切分析
  • 2.2.7 琼脂糖凝胶电泳
  • 2.2.8 SDS-PAGE分析
  • 2.2.9 E.coli质粒DNA提取
  • 2.2.10 DNA回收
  • 2.2.11 连接反应
  • 2.2.12 E.coli感受态细胞制备
  • 2.2.13 E.coli的转化
  • 2.2.14 序列测定及分析
  • 2.2.15 菌株杀虫活性测定
  • 3 实验结果与分析
  • 3.1 菌株分离
  • 3.2 菌株的伴孢晶体形态的多样性
  • 3.3 苏云金芽孢杆菌cry基因的鉴定
  • 3.3.1 cry基因型的组合情况
  • 3.3.2 鉴定到的基因具体类型及数量
  • 3.4 苏云金芽孢杆菌晶体蛋白的SDS-PAGE分析
  • 3.5 部分测序结果
  • 3.6 生测结果
  • 4 讨论与结论
  • 4.1 讨论
  • 4.2 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表论文情况
  • 相关论文文献

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