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苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是目前研究最深入的杀虫微生物,其杀虫蛋白基因也是应用最广泛和最有发展潜力的抗虫基因,因此,深入发掘Bt新菌株、分离克隆新型的杀虫基因对害虫的防治具有重要意义。近年来,鞘翅目害虫尤其是金龟甲科害虫的危害日趋严重,由于其幼虫(俗称蛴螬)生活在土壤中,给防治带来很大的困难,本研究从本实验室保存的菌株中筛选高毒力野生菌株,并从中分离克隆对金龟甲科害虫有效的新型杀虫蛋白基因,研究该基因的表达和杀虫活性,为构建高效广谱的Bt工程菌和培育转基因抗虫植物提供新型基因资源。本研究的主要内容和结果如下:
以本实验室分离的Bt菌株B-DLL质粒DNA为模板,利用特异性引物JJX5和JJX3扩增出3.5kb大小的片段,将该片段插入克隆载体pMD18-T中,筛选获得一个含新基因的克隆pMD18-cry8new。序列测定表明,该基因编码区为3525bps,编码的蛋白质由1174个氨基酸残基组成,理论分子量为133.05kD,等电点为pH4.69,为弱酸性蛋白。该基因核苷酸序列已在GenBank登录(Accessionnumber:HQ174208),编码的氨基酸序列与Cry8Fa1的同源性最高达99.8%,被国际Btδ-内毒素命名委员会正式命名为Cry8Fa2。将cry8Fa2基因插入Bt表达载体pSXY422b中,电击导入Bt无晶体突变株HD-73-中,获得重组Bt工程菌HD73-Cry8Fa2,该工程菌能形成方形的伴孢晶体,并表达130kD的蛋白。生物测定结果表明,该基因表达产物对暗黑鳃金龟和华北大黑鳃金龟均不具有杀虫活性。