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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫剂是目前世界上最有效、环保的微生物杀虫剂。营养期杀虫蛋白(Vegetative insecticidal proteins,VIPs)是继杀虫晶体蛋白(Insecticidal crystal proteins,ICPs)之后发现的具有代表性的新型杀虫蛋白,对鳞翅目昆虫具有很高的杀虫特异性。Vip3Aa蛋白的氨基酸序列同源性高,但不同Bt菌株来源的Vip3Aa蛋白的杀虫谱和杀虫活性不同。Vip3Aa11和Vip3Aa39只有39个氨基酸的差异,但是对小菜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫等鳞翅目害虫表现出不同的杀虫活性。本文对Vip3Aa11和Vip3Aa39杀虫活性关键氨基酸片段进行了探讨,为Vip蛋白在农业杀虫中的应用奠定了理论和实践基础。本研究基于Vip3Aa蛋白氨基酸序列的差异性,利用重叠PCR技术对Vip3Aa11和Vip3Aa39蛋白氨基酸片段分别进行置换,成功获得了八个置换体蛋白:11N-39C、39N-11C、11N-11M-39C、39N-39M-11C、11N-39M-39C、39N-11M-11C、11N-39M-11C、39N-11M-39C。然后将置换体基因和vip3Aa11、vip3Aa39基因在大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3)菌株中诱导表达,SDS-PAGE图谱显示vip3Aa11、vip3Aa39基因和八个置换体基因均可在可溶性组分中表达约88 kDa的蛋白片段。将Vip3Aa11、Vip3Aa39蛋白和八个置换体蛋白对小菜蛾(Plutella xyllostella)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)分别进行室内生物活性测定。生测结果显示,相较于Vip3Aa11和Vip3Aa39蛋白,置换体蛋白对小菜蛾和甜菜夜蛾的杀虫活性出现不同程度的降低,对棉铃虫的杀虫活性变化不明显。研究筛选出11N-11M-39C、39N-39M-11C、11N-39M-39C、39N-11M-11C四个置换体对小菜蛾、甜菜夜蛾和棉铃虫的杀虫活性降低;11N-39M-11C和39N-11M-39C两个置换体对小菜蛾、甜菜夜蛾和棉铃虫的活性没有明显变化;11N-39C和39N-11C置换体对小菜蛾和甜菜夜蛾的杀虫活性有所降低,但对棉铃虫活性没有明显变化。经胰蛋白酶消化结果显示,Vip3Aa11和Vip3Aa39蛋白消化后可形成一个稳定的62 kDa抗性核心多肽,置换体11N-39C、39N-11C、11N-39M-11C、39N-11M-39C也均被消化成62 kDa的抗性核心多肽,置换体11N-11M-39C、39N-39M-11C、11N-39M-39C、39N-11M-11C均未被消化为抗性核心片段。本研究结果推测Vip3Aa11和Vip3Aa39蛋白的N-端前210个氨基酸和C-端524至789氨基酸片段是影响这三种害虫杀虫活性的关键片段,这为研究Vip3A类蛋白的结构与功能的关系提供线索。