Bt肠毒素基因的序列分析及安全性研究

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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt),从1956年开始商业化生产至今,已广泛应用于防治农林病虫害,是一种应用成功的微生物杀虫剂,它的安全性关系到全人类的健康。而与它亲缘性很近的蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus,简称Bc)是众人周知的条件致病菌,它所产生的肠毒素是引起腹泻的重要因素之一,研究表明,Bt中也广泛存在肠毒素基因。所以本课题以Bt肠毒素的安全性为出发点进行一系列研究,为Bt的安全应用提供一定的理论基础。  采用6对引物对本室保存的40株不同来源的Bt菌株肠毒素基因(ent、hblA、bceT、nheA、nheB、nheC)进行PCR检测。结果表明,其中30株Bt全部含有这6个基因。而在这6个被检肠毒素基因中,nheC基因的检出率达到100%,nheA、nheB基因的检出率仅低于nheC基因,达到95%,检出率最低的是bceT基因,也达到了82.5%,此外,hblA基因及ent基因的检出率分别为87.5%、90%,这说明肠毒素基因确实广泛存在于Bt中。  以BRC-LLP29及BRC-XQ9为模板,克隆肠毒素基因ent、hblA、hblB、hblD、nheA的ORF。用NCBI BLAST软件对Bt与Bc肠毒素的氨基酸序列进行比对,发现它们之间的相似度非常高,其中,二者的ent基因氨基酸序列同源性达到98%,而hblA、hblB、hblD、nheA基因的氨基酸序列与Bc同源性均达到了99%。  用BRC-LLP29及BRC-XQ9的nheA基因体外诱导表达NheA-pET32a融合蛋白,并对其和出发菌株的发酵液进行Tecra BDE VIA试剂盒检测及小鼠急性口服试验,探究其表达活性和生物毒性。结果表明,含有NheA-pET32a融合蛋白的发酵液表达活性非常高,出发菌株的发酵液也被检测到肠毒素表达活性,但是在小鼠口服试验中却没有表现相应的生物毒性。随后对小鼠进行解剖,发现小鼠的胃肠粘膜光滑,没有充血、胀气现象,各脏器外形、大小比例及色泽均无异常。整个实验过程中没有出现小鼠死亡情况。  将毒素调控因子plcr基因的上游片段、下游片段以及pMAD质粒进行连接,构建plcr基因敲除载体,为探究肠毒素表达调控机制奠定基础。
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