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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)作为生物杀虫剂主要用来防治鳞翅目、双翅目和鞘翅目的某些种类的害虫,在世界范围内已经有广泛的应用。其应用量占生物杀虫剂的90%以上,且有逐渐增大的趋势。目前对苏云金芽胞杆菌的有效成分、杀虫机理、分子生物学、遗传学、产业化和安全性等诸多方面都进行了深入的研究。
本实验以含有转座子mini-Tn10的质粒pIC333转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171,构建了插入突变库。为更好地研究苏云金芽胞杆菌提供了很好的材料。
通过对突变库的筛选,得到一株在含淀粉的LB培养基上(LBS培养基)生长速度比出发菌株BMB171快很多的突变株LMS(large mutant strain,LMS)。通过测量两者在含1%淀粉的LB固体培养基上生长36小时后形成的菌落直径,发现LMS菌落的直径是BMB171的2倍;生长曲线结果却表明:在LB、LBS液体培养基中,LMS与171之间基本没有差异。LMS的这种突变特性为更好地研究苏云金芽胞杆菌的生长机制奠定了基础。
实验通过观察LMS在含不同浓度淀粉或葡萄糖的LB培养基上生长36h后的菌落,发现在淀粉浓度为1.5%或葡萄糖浓度为0.5%的LB固体培养基上,LMS生长最好,其菌落直径分别为相应条件下BMB171的2.43倍和1.82倍。并且得出结论:LMS的突变表型与淀粉或糖代谢产物有关。
通过对质粒拯救法得到LMS被插入位点的部分序列进行预测,得到被插入失活的基因可能是:2-甲基柠檬酸合成酶(2-MCS)或性信息激素(SP)。
为了将2-甲基柠檬酸合成酶基因和性信息激素基因在LMS中表达,并期望能在芽孢杆菌中通过一步法将表达的蛋白纯化,进一步研究蛋白性质。实验利用DNA重组技术,构建了芽胞杆菌表达载体。它是以pHT304载体为骨架,由来自Bt拟步行甲亚种(Bacillus thuringiensis subsp.Tenebrion&)的cry3A启动子、大肠杆菌表达载体pGEX-6P-1的GST亲和标记基因与来自载体pSB033b的crylAc终止子重组而成的,重组载体命名为pHT-3ATc。通过GFP蛋白验证了载体pHT-3ATc可以实现外源基因在苏云金芽胞杆菌中的表达。虽然在利用载体纯化蛋白时遇到了困难,但是GFP的表达说明了该载体可行性,为更好地研究在革兰氏阳性菌中表达外源蛋白奠定了基础。通过本实验所构建的载体pHT-3ATe分别将两个基因的ORF转入LMS中表达,未能引起LMS往野生型方向回复。