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《华中农业大学》 2011年
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苏云金芽胞杆菌YBT-1520热胁迫下的生理变化及差异蛋白质组研究

吴丹丹  
【摘要】:作为目前世界上成功商品化的生物杀虫剂,苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)已被使用了近50年时间,其在细胞内形成的杀虫晶体蛋白(Insecidal crystal proteins, ICPs)对多种农业害虫和生活害虫具有防治效果。苏云金芽胞杆菌YBT-1520是本室从土壤中分离到的一株对棉龄虫、小菜蛾等鳞翅目害虫具有高毒力的菌株(专利号ZL 95 106749.4)。本研究在生理学基础上结合高通量蛋白质组学技术对菌株YBT-1520在42℃热胁迫下胞内蛋白的变化进行了系统性地描述,对其主要生理特性的变化机理进行了探讨,对其热胁迫下的生存机制进行了揭示。 热胁迫下Bt胞内蛋白主要发生了如下变化:(1)Ⅰ型和Ⅲ型热应激蛋白DnaK、GroEL、GrpE、ClpC在长时间热胁迫后仍处于诱导表达状态;(2)长时间热胁迫亦造成了BDH1、GuaB、GST非典型热应激蛋白的诱导表达,推测它们可能为长时间热胁迫的特异效应分子;(3)胞内83%的差异蛋白呈下调趋势,包括毒素蛋白、潜在毒素蛋白、蛋白酶以和部分基础代谢酶。蛋白的下调可能缘于胞内ClpC蛋白酶的水解,亦可能缘于细胞的严谨反应;(4)在热胁迫后期,约50%的下调蛋白恢复至正常表达量,表明此时的热胁迫细胞具有了一定的热适应性。 热胁迫下Bt主要生理特性发生了如下变化:(1)ICPs和其它潜在毒力因子的表达被阻断或显著下调;(2)细胞的粘附性和运动性丧失;(3)芽胞不能形成;(4)细胞持续性地积累PHB。 长时间热胁迫下Bt的生存策略如下。策略一:诱导非典型热应激蛋白以补充典型热应激蛋白的消退。非典型热应激蛋白分别参与了PHB的合成、严谨反应信号分子的合成、有毒亲电物质的消除。策略二:代谢调控。细胞将代谢维持在较低水平,以减缓代谢可能对细胞造成的氧化压力或其它负担。对代谢的调控可能是通过胞内水解酶或/和严谨反应实现。策略三:持续积累PHB。细胞在长时间热胁迫下通过代谢调整,持续积累PHB。借助PHB的抗逆性,提高细胞对热胁迫的耐受性。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S476.1

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