收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

苏云金芽胞杆菌G03的芽胞形成相关基因对cry基因表达的影响

孙长坡  
【摘要】: 苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)因其杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的杀虫微生物。Bt与其它芽胞杆菌相比,一个显著特点就是不仅能够形成芽胞,同时还能产生由杀虫蛋白组成的晶体。在模式芽胞杆菌枯草杆菌中有关芽胞形成的相关基因研究较深入,而Bt晶体形成机制方面的研究主要是集中在杀虫晶体蛋白基因的表达调控,有关晶体形成与芽胞形成相关基因关系的研究报道极少。本研究利用苏云金芽胞杆菌全基因组序列,初步研究了芽胞形成相关基因与杀虫蛋白基因表达、调控的相互关系。 利用携带Mini-Tn10转座子的pIC333构建了B.thuringiensis G03的转座子突变体库,获得了50,000株具有壮观霉素抗性的突变体。筛选获得一株不能产生芽胞和晶体的突变株,命名为G03(spoⅢAE)∷Mini-Tn10。分析Mini-Tn10转座子两端的侧翼序列确定了插入位点位于spoⅢAE基因的前端,并造成了9个碱基的重复。Southern blotting分析表明,Mini-Tn10转座子在染色体上只有一个插入位点。SDS-PAGE分析表明晶体蛋白的表达由于spoⅢAE基因的失活而受到严重影响。 已知编码晶体蛋白的cry基因是sigmaE、sigmaK因子共同控制转录的,而且sigmaE因子发挥主要作用,据此推测sigmaE因子的活性有可能因spoⅢAE基因的失活而降低。枯草芽胞杆菌作为芽胞杆菌的模式菌,其芽胞形成的级联调控网络中,spoⅢAE基因的转录是由上游的sigmaE因子控制的,SpoⅢAE蛋白则是激活下游的sigmaK因子所必需的,过去未见SpoⅢAE蛋白影响sigmaE因子活性的报道。为进一步分析Bt芽胞与晶体形成相关基因调控的相互作用与特点,我们又开展了下面的研究。 构建了spoⅢAE基因的敲除载体pRAE,然后导入G03菌株,通过高温诱导突变获得了spoⅢAE基因的缺失突变株G03(spoⅢAE△)。该突变株不能产生芽胞和晶体,SDS-PAGE分析表明只能产生少量的杀虫蛋白。克隆了G03 cry1Aa基因的启动子,并构建了携带cry1Aa′-′lacZ的表达载体pHTcry1Aa。然后将载体pHTcry1Aa分别导入出发菌株G03和突变株G03(spoⅢAE)∷Mini-Tn10、G03(spoⅢAE△)中,转录分析表明两突变株中的cry1Aa基因活性严重降低。克隆G03菌株中由sigmaE直接调控的spoⅡD基因的启动子,构建了携带spoⅡD′-′lacZ的表达载体pHTspoⅡD。将载体pHTspoⅡD分别导入出发菌株G03和突变株G03(spoⅢAE)∷Mini-Tn10、G03(spoⅢAE△)中,转录分析表明spoⅡD基因的活性显著降低,说明spoⅢAE基因的敲除严重降低了sigmaE因子的活性。以上结果说明spoⅢAE基因的失活导致Bt菌株不产生杀虫晶体,是由于spoⅢAE基因为sigmaE因子维持高活性所必需。在芽胞形成中spoⅢAE基因对sigmaE因子存在一种反向正调节作用,它的缺失导致sigmaE因子活性降低,从而导致cry1Aa基因的活性降低。 为证实spoⅢAE基因的下游基因缺失是否影响sigmaE因子活性,我们对直接参与sigmaK因子激活的spoⅣF操纵子进行了以下研究。构建了spoⅣF操纵子的敲除载体pRIVF,敲除spoⅣF操纵子获得了突变株G03(spoⅣF△。该突变株也丧失了产生芽胞和晶体的能力,SDS-PAGE分析表明突变株G03(spoⅣF△)的杀虫蛋白产量也非常低。为了验证spoⅣF操纵子的功能,构建了恢复载体pSIVF进行了功能互补实验。结果表明部分恢复了突变株G03(spoⅣF△)产生 芽胞和形成晶体的能力。将载体pHTcry1Aa和pHTSpoⅡD分别导入突变株G03(spoⅣF△),转录分析表明cry1Aa和spoⅡD基因的活性显著降低,说明spoⅣF操纵子缺失也可导致sigmaE因子的活性降低,进而影响cry1Aa基因的表达。杀虫蛋白表达量的SDS-PAGE分析发现,与spoⅢAE基因相比,spoⅣF操纵子对sigmaE因子的活性影响要小一些。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蔡启良,刘子铎,喻子牛;苏云金芽胞杆菌生物活性成分研究进展[J];应用与环境生物学报;2003年02期
2 姚宝安,钟勤,王乾兰,赵俊龙,马丽华,喻子牛;对捻转血矛线虫幼虫有杀灭作用的苏云金芽胞杆菌的筛选[J];华中农业大学学报;1995年02期
3 喻子牛,孙明,陈亚华,刘子锋,喻凌,罗曦霞,戴经元;苏云金芽胞杆菌生物活性蛋白基因在动、植物病虫害防治中的应用(综述)[J];农业生物技术学报;1995年02期
4 王清锋,喻子牛;苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1E的改造[J];华中农业大学学报;1998年05期
5 孙明,刘子铎,喻子牛;苏云金芽胞杆菌YBT-1520杀虫晶体蛋白基因的属性[J];微生物学报;2000年04期
6 刘刚;;湖南师大“苏云金芽胞杆菌杀虫伴胞晶体蛋白质组学研究”取得重要成果[J];农药市场信息;2009年12期
7 姚宝安;王祥;夏雪山;赵俊龙;马丽华;孙明;喻子牛;;苏云金芽胞杆菌晶体蛋白对羊捻转血矛线虫成虫的作用[J];中国农业大学学报;1998年S2期
8 姚江,田广,喻子牛;苏云金芽胞杆菌Ly30株最适发酵培养基配比的初步研究[J];连云港师范高等专科学校学报;1999年04期
9 周琴,孙明,李林,杨在清,喻子牛;苏云金芽胞杆菌标记重组菌株的构建与杀虫基因水平转移[J];应用生态学报;2005年01期
10 周学永;陈守文;孙宇;梁宝臣;;由苏云金芽胞杆菌胞晶混合物直接提取原毒素的方法[J];农业环境科学学报;2006年02期
11 刘冰花;周红;张定玲;;苏云金芽胞杆菌的研究进展[J];成都大学学报(自然科学版);2007年01期
12 黄志鹏,张柏莲,陈锦权,关雄;新型高效价苏云金芽胞杆菌制剂的研制[J];福建农业大学学报;1996年04期
13 程萍,Arthur I.Aronson,喻子牛;苏云金芽胞杆菌crylA基因启动子上游区不同位点突变对BtI-lacZ融合基因表达调控的影响[J];农业生物技术学报;1999年04期
14 彭可凡;戴顺英;陈讯;高梅影;;苏云金芽胞杆菌的分离与鉴定及高毒力菌株的筛选[J];武汉大学学报(理学版);2005年S2期
15 周学永;杨志生;金红;吴新世;;苏云金芽胞杆菌剂型研究进展[J];湖北农业科学;2006年01期
16 郭刚;马琪奇;王巧兰;刘兵团;汪腾;曾会才;;蜡状芽胞杆菌群的分类研究[J];黄冈师范学院学报;2010年06期
17 刘华亮,陈守文,孙明,喻子牛;苏云金芽胞杆菌微滤浓缩液表观黏度模型[J];农业工程学报;2005年02期
18 吴艳艳;周婷;王强;代平礼;刘锋;;苏云金芽胞杆菌及其在蜂病防治中的应用[J];中国蜂业;2008年05期
19 逯晋忠;李菁菁;张献芳;祁髙富;陈京元;赵秀云;;苏云金芽胞杆菌对云斑天牛杀虫活性的体外检测[J];华中农业大学学报;2010年06期
20 李建洪,邓望喜,喻子牛;治理昆虫对转苏云金芽胞杆菌杀虫蛋白基因植物的抗性[J];湖北植保;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 喻子牛;孟盈;孙明;何进;李明顺;郑世学;;苏云金芽胞杆菌新基因资源的发掘策略[A];第三届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会会议论文摘要集[C];2011年
2 周帼萍;闫建平;郑大胜;周晓慧;袁志明;;苏云金芽胞杆菌在食品中分布及来源分析[A];中国微生物学会《第二届全国农业微生物研究及产业化研讨会》和《第十一届全国杀虫微生物学术研讨会》暨《湖北省暨武汉市微生物学会和内蒙古微生物学会2008年会》论文摘要[C];2008年
3 张春鸽;束长龙;高继国;宋福平;张杰;;高通量测序在苏云金芽胞杆菌基因发掘中的运用[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 何晓明;刘晓垒;陆琼;束长龙;张永军;张杰;宋福平;;苏云金芽胞杆菌中新型vip3基因的克隆与活性分析[A];公共植保与绿色防控[C];2010年
5 喻子牛;孙明;刘子铎;戴经元;陈亚华;;苏云金芽胞杆菌Cry基因命名十年的进展[A];全国生物防治学术讨论会论文摘要集[C];1995年
6 刘小锦;朱晨光;王莉;孙明;喻子牛;;苏云金芽胞杆菌AiiA蛋白的活性[A];廿一世纪微生物学发展前沿与应用新技术研讨会论文摘要集[C];2003年
7 孙明;;苏云金芽胞杆菌YBT-1520的功能组分析[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
8 张剑冰;罗朝来;喻子牛;;2.4-D诱导苏云金芽胞杆菌CT-43菌株进入小麦细胞的初步研究[A];杀虫微生物[C];1992年
9 乐超银;孙明;喻子牛;;苏云金芽胞杆菌广谱、遗传稳定工程菌的构建[A];中国生物工程学会2006年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集[C];2006年
10 谭芙蓉;唐雪明;;四川生态区苏云金芽胞杆菌资源的筛选鉴定及其新型杀虫基因的克隆表达研究[A];第二届上海市植物生理学青年学术研讨会论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘子铎;苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白和辅助蛋白基因的克隆表达[D];华中农业大学;1999年
2 李林;苏云金芽胞杆菌高频转化系统的建立及其性能[D];华中农业大学;1999年
3 鲁松清;苏云金芽胞杆菌对鳞翅目昆虫广谱高毒基因工程菌的构建[D];华中农业大学;1999年
4 周琴;绿色荧光蛋白基因在苏云金芽胞杆菌中的表达与应用[D];华中农业大学;2004年
5 张琼;苏云金芽胞杆菌蛋白Aii及其对植物病原菌致病性的影响[D];华中农业大学;2001年
6 张利莉;苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白cry1D的表达调控[D];华中农业大学;2000年
7 邵宗泽;苏云金芽胞杆菌帮助蛋白对杀虫晶体蛋白表达的影响[D];华中农业大学;2000年
8 吴岚;苏云金芽胞杆菌解离载体的构建及其特性[D];华中农业大学;2000年
9 周学永;苏云金芽胞杆菌喷雾干燥工艺和杀虫蛋白纳米材料吸附剂型的研究[D];华中农业大学;2004年
10 朱晨光;苏云金芽胞杆菌抗病杀虫和广谱工程菌的构建[D];华中农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏俊平;苏云金芽胞杆菌的分离鉴定及高毒力菌株的研究[D];河北农业大学;2012年
2 逯晋忠;苏云金芽胞杆菌对云斑天牛的抗性研究[D];华中农业大学;2010年
3 舒正玉;重组苏云金芽胞杆菌WG-001环境安全性分析[D];华中农业大学;2003年
4 王忠勇;一株杀线虫苏云金芽胞杆菌的分离鉴定及其ICPs基因的克隆[D];湖南农业大学;2013年
5 邵志会;苏云金芽胞杆菌的分批发酵动力学[D];华中农业大学;2004年
6 郎晓磊;肠道菌对苏云金芽胞杆菌家蚕杀虫活性的作用[D];华中农业大学;2010年
7 葛东华;苏云金芽胞杆菌MB-15菌株特性及其可湿性粉剂的研究[D];河北农业大学;2012年
8 吴怀光;利用Tn5401转座子构建解离载体并在苏云金芽胞杆菌中高效、稳定表达AiiA蛋白[D];华中农业大学;2004年
9 刘姣;苏云金芽胞杆菌Sigma35因子对杀虫晶体蛋白基因表达的影响[D];华中农业大学;2010年
10 林晓燕;绿色荧光蛋白基因标记苏云金芽胞杆菌及微量热特性[D];华中农业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 本报记者 李徽;技改创新独领风骚[N];宁夏日报;2010年
2 林敏 张木;我国农业重组微生物技术产业化现状[N];科技日报;2002年
3 李晓云;农科中心的留美博士[N];人民政协报;2005年
4 谈海亮 金安江;“转基因抗虫水稻品种培育”在华中农大启动[N];农民日报;2009年
5 上海农科热线供稿;应对转基因水稻严格进行安全性评价[N];东方城乡报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978