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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是一种在其生长代谢过程中能够产生多种杀虫晶体蛋白(ICPs)的产芽胞细菌,现已成为全球范围内防控靶标害虫的重要细菌杀虫剂之一。Bt杀虫剂具有杀虫特异性强、对人畜及非靶标昆虫无毒副作用和便于生产等诸多优点,但是,传统的Bt制剂在使用过程中存在杀虫迟缓、稳定性差、容易受到紫外线等环境因素影响而导致持效期短等问题。本研究通过利用纳米Si02固定几丁质酶制备相应的纳米几丁质酶、表达纯化高活性突变几丁质酶和构建表面展示几丁质酶的重组苏云金芽胞杆菌菌株等,对纳米几丁质酶、纯化高活性几丁质酶和表面展示几丁质酶对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)的杀虫增效效果进行了研究。对表面含有羟基的纳米Si02(纳米SiO2-OH)分别进行氨基化、羧基化和醛基化修饰,制备了相应的纳米SiO2-NH2、纳米SiO2-COOH和纳米SiO2-CHO材料,经SEM观测、测定纳米颗粒粒径和用红外光谱表征确证表面基团的改性特性后,进一步采用共价结合固定几丁质酶的方式,制备了纳米SiO2-CH=N-Chi9602和纳米SiO2-CONH-Chi9602;采用静电吸附固定几丁质酶的方式,制备了纳米SiO2-COOH/Chi9602、纳米SiO2-NH2/Chi9602和纳米SiO2-OH/Chi9602。经测定,纳米SiO2-CH=N-Chi9602的固定化率可达到92%,但酶比活力仅为原有酶的3%；纳米SiO2-CONH-Chi9602的固定化率为87.7%,酶比活力为原酶的12.8%；纳米SiO2-COOH/Chi9602的固定化率为29.5%,酶比活力为原酶的93.8%；纳米SiO2-NH2/Chi9602固定化率为80.2%,酶比活力为原酶的94%；纳米SiO2-OH/Chi9602的固定化率为55.8%,酶比活力为原酶的44.8%。由此确定纳米SiO2-NH2/Chi9602为优化制备的纳米几丁质酶材料。对纳米SiO2-NH2/Chi9602的热稳定性和pH稳定性进行了测定,结果表明纳米SiO2-NH2/Chi9602比游离几丁质酶具有更高的热稳定性和更宽pH值适应性。在紫外线照射稳定性上,纳米SiO2-NH2/Chi9602在试验条件下的酶比活力半衰期为23.4min,游离几丁质酶的酶比活力半衰期为15.1mmin,显示纳米SiO2-NH2/Chi9602具有更强的耐紫外辐射性能。以秀丽隐杆线虫为生测虫体,对纳米SiO2-NH2/Chi9602与苏云金芽胞杆菌YBT-020制剂复配混合物的杀虫效果进行了比较测定,结果显示纳米SiO2-NH2/Chi9602复配后的总致死率增加约30%。对另一杀线虫菌株YBT-032也获得了类似的试验结果。尽管与游离几丁质酶相比,纳米SiO2-NH2/Chi9602仅显示有限的增加效果,但在致死时间上后者所用时间更少,表现出更快速的致死效果。观测到纳米几丁质酶在线虫虫体内具有更广和更大量的分布,也从另一层面支持纳米SiO2-NH2/Chi9602的增效杀虫活性。利用高酶活性的突变几丁质酶Chi9602W50A与YBT-020复配进行了杀线虫效果测定,结果证实该酶对秀丽隐杆线虫的致死率明显高于对照的野生型几丁质酶Chi9602。而在与杀棉铃虫活性的YBT-1520制剂复配后,半致死浓度LC50为4.238μg·mL-1,比野生型Chi9602复配混合物的半致死浓度降低23.8%,表现出更显著的杀棉铃虫增效作用。在此基础上,构建了表面展示突变型Chi9602W50A的苏云金芽胞杆菌工程菌MB461菌株。原宿主菌YBT-881活性和工程菌MB461均未对秀丽隐杆线虫显示杀虫活性,反映出几丁质酶仅有增效效果、无新增杀虫活性。用工程菌MB461与杀线虫活性细菌YBT-020制剂的复配表现出增效杀虫效果,进一步证实了几丁质酶的这一活性。