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苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)为革兰氏阳性菌,是一种具有高度特异性,应用范围最为广泛的,对环境友好的微生物杀虫剂。如今Bt已经被应用于商业化的农药制剂生产、森林蚊虫防治等方面。然而,现有Bt菌株和杀虫蛋白对很多重要的害虫没有切实的杀虫效果,因此需要分离筛选对常见农业害虫高毒力的Bt菌株,同时也需要研究不同Cry蛋白组合之间的协同增效作用。
本实验选取了筛选自黑龙江凉水国家自然保护区的31株Bt野生菌株作为研究菌株,对4种常见鳞翅目农业害虫进行了高毒力菌株的筛选。同时,针对现在国内生物测定试虫的人工饲养比较薄弱的问题,本实验还选择了三种不同的Bt Cry蛋白来进行混配毒力实验,以期发现有增效或是相加作用的蛋白组合。
1.本课题对小菜蛾、斜纹夜蛾、玉米螟及二化螟有高毒力的苏云金芽孢杆菌的野生菌株进行筛选。将分离自凉水国家自然保护区土壤中的31株Bt野生菌株作为研究菌株,定性测定筛选出其中10株Bt野生菌株作为杀虫活性较高的菌株。镜检发现,这10株Bt菌株均可产生菱形的伴孢晶体。SDS-PAGE分析发现这10株Bt菌株均产生约130kD的晶体蛋白。鉴定其基因型,发现这些菌株都含有cry1类基因。对菌株的生长曲线分析,发现这10株Bt菌株和标准菌株HD-73在LB培养基中的生长状况基本相似。这10株Bt菌株对4种鳞翅目害虫进行LC50和LT50的测定。分析生物测定数据,S2685-1和S2737-3是两株高毒力菌株,对小菜蛾、玉米螟、二化螟均表现出不错的杀虫活性,是可以深入研究的野生菌株。S2685-1和S2737-3可作为标准菌株HD-73的替换菌株,在农业害虫的综合防治以及抗性管理方面有一定的意义。
2.本课题对Cry1Ab、Cry2Aa以及Cry50Ba三种杀虫蛋白的增效作用进行了研究,结果表明:
对小菜蛾的增效实验中,Cry1Ab&Cry2Aa表现拮抗作用;
Cry1Ab&Cry50Ba表现相加作用;Cry2Aa&Cry50Ba表现相加作用;
对斜纹夜蛾的增效实验中,Cry1Ab&Cry2Aa表现拮抗作用;
Cry1Ab&Cry50Ba表现拮抗作用;Cry2Aa&Cry50Ba表现相加作用;
对玉米螟的增效实验中,Cry1Ab&Cry2Aa表现拮抗作用;
Cry1Ab&Cry50Ba表现拮抗作用;Cry2Aa&Cry50Ba表现拮抗作用;
对二化螟的增效实验中,Cry1Ab&Cry2Aa表现相加作用;
Cry1Ab&Cry50Ba表现相加作用;Cry2Aa&Cry50Ba表现相加作用。