苏云金芽胞杆菌对家蚕杀虫活性中肠道菌MB1的增效作用

摘要

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）是一种可以伴随芽胞形成而产生伴胞晶体的革兰氏阳性菌。相关学者对Bt杀虫活力的提高做了大量的研究，并取得了系列进展，同时对Bt杀虫机制的研究也提出了不同的作用模型，如饥饿模型与败血症模型。近年来，研究者提出了肠道菌对Bt的杀虫活性具有重要影响的假说：即肠道菌对Bt杀虫活性具有增效作用或抑制作用，但肠道菌对Bt杀虫活性的影响没有形成一致的认识，其作用机理更不明确。本文利用所分离的家蚕（Bombyx mori）肠道菌系统比较了其对Bt杀虫活性的影响，发现一株对Bt杀虫活性具有增效作用的肠道菌MB1，且对MB1的增效作用机制进行了初步的研究，旨在阐明肠道菌MB1对Bt杀虫活性的增效作用及其作用机制。
　　1.通过对蚕卵体表消毒的方法建立了未接触抗生素的无菌家蚕，为准确获取肠道菌对Bt杀虫活性的影响以及后续研究提供材料。
　　2.通过生物测定，获得对Bt杀虫活性具有增效作用的肠道菌MB1。通过对两种不同处理无菌家蚕的研究，发现抗生素对Cry蛋白杀虫活性存在显著影响，在家蚕的终死亡率与死亡速度上，抗生素显著降低家蚕对Cry蛋白的敏感性。此外，肠道菌MB1和Bt芽胞对Cry蛋白杀虫活性具有良好的协同作用，而芽胞本身对家蚕无任何影响，具体作用机制尚不清楚。
　　3.我们进行了肠道菌MB1对Bt杀虫活性增效作用机制的研究，首先通过家蚕肠道菌定殖实验发现肠道菌MB1的增效作用并不是由于定殖数量优势而起作用，而可能与其菌株自身特性相关；通过比较肠道菌MB1对Cry原毒素和Cry活化蛋白杀虫活性的影响，结果发现，肠道菌MB1对Cry活化蛋白杀虫活性无显著影响，而对Cry原毒素杀虫活性具有显著的影响，这说明肠道菌MB1在Cry原毒素激活过程中可能起到一定的增效作用。
　　4.对肠道菌MB1和BMB171在家蚕血淋巴液中生长情况进行检测，结果发现肠道菌MB1和BMB171都能在家蚕血淋巴液中生长，这可能与MB1的增效作用以及Bt属于昆虫病原菌的属性相关。
　　5.本研究将肠道菌MB1和BMB171菌体注入家蚕血淋巴腔中观察其死亡情况，结果发现，向家蚕血淋巴腔中注入BMB171较肠道菌MB1更容易引起家蚕的死亡，且家蚕的死亡率与菌体数量具有正相关性。综上，肠道菌MB1对Bt杀虫活性的增效作用可能与其能够在血淋巴液中生长，且达到一定数量进而导致家蚕死亡有关。

目录

声明

缩略语

1 前言

1.1 苏云金芽胞杆菌简介

1.2 苏云金芽胞杆菌的分类

1.3 苏云金芽胞杆菌Cry蛋白

1.3.1 Cry蛋白及其多样性

1.3.2 Cry蛋白的结构

1.4 苏云金芽胞杆菌的杀虫机制

1.4.1 Cry蛋白的受体

1.4.2 Cry蛋白的作用机制

1.5 苏云金芽胞杆菌的增效途径

1.5.1苏云金芽胞杆菌的增效物质

1.5.2 cry基因的修饰改造

1.6 昆虫肠道共生菌

1.6.1 昆虫肠道共生菌对昆虫的作用

1.6.2 昆虫肠道共生菌对Bt杀虫活性的影响

1.7 研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 菌株

2.1.2 PCR引物

2.1.3 培养基及人工饲料

2.1.4 抗生素及其工作浓度

2.1.5 供试昆虫

2.1.6 试剂

2.1.7 仪器

2.2 实验方法

2.2.1 家蚕幼虫的饲养

2.2.2 无菌家蚕品系的建立

2.2.3 无菌家蚕肠道微生物的检测

2.2.4 对Bt杀虫活性具有增效作用的家蚕肠道菌的筛选

2.2.5 肠道菌MB1和Bt芽胞对Cry蛋白协同作用的测定

2.2.6 肠道菌MB1对Bt杀虫活性增效作用机制

3 结果与讨论

3.1 无菌家蚕品系的建立

3.2 对Cry蛋白杀虫活性具有增效作用的肠道菌筛选

3.2.1 Cry蛋白样品的测定

3.2.2 肠道菌对Cry蛋白杀虫活性的影响

3.2.3 抗生素对Cry蛋白杀虫活性的影响

3.2.4 肠道菌对Bt胞晶混合物杀虫活性的影响

3.2.5 肠道菌MB1和Bt芽胞对Cry蛋白杀虫活性的协同作用

3.3 肠道菌MB1对Bt杀虫活性增效作用机制

3.3.1 肠道菌在家蚕体内的定殖

3.3.2 肠道菌MB1对Cry活化蛋白杀虫活性的影响

3.3.3 血淋巴液中肠道菌MB1和BMB171的体外增殖

3.3.4 注射肠道菌MB1和BMB171对家蚕的影响

3.4 讨论

参考文献

致谢