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昆虫中肠钙粘蛋白Cadherin是苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）杀虫晶体蛋白的受体，它能促进毒素单体的寡聚化，介导毒素寡聚体与第二受体的结合。已有研究报道烟草天蛾（Manduca sexta）和冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）钙粘蛋白的毒素结合区片段能分别增强杀虫晶体蛋白Cry1A和Cry4Ba对靶标昆虫的活性。
本研究克隆了棉铃虫（Helicoverpa armigera）中肠钙粘蛋白基因片段hacad0，生物信息学分析表明，hacad0全长2295 bp，位于棉铃虫钙粘蛋白基因的第2896-5190位碱基，共编码758个氨基酸，其中包含了完整的毒素结合区编码序列hacad1（编码第1217-1461位氨基酸）。通过pGEX-6P-1载体，在大肠杆菌中超量表达了完整的毒素结合区HaCad1。使用亚致死剂量的Cry1Ac（2 ng/ml）和不同浓度的HaCad1（0，5和25ng/ml）对棉铃虫幼虫进行体外复配生测，结果表明，HaCad1能够增强Cry1Ac蛋白的杀虫活性，而且活性增强的幅度与HaCad1和Cry1Ac蛋白使用量的比例有关。为了进一步探索棉铃虫钙粘蛋白毒素结合区在构建苏云金芽胞杆菌高效杀虫工程菌中的价值，本研究构建了毒素结合区和Cry1Ac蛋白在Bt中共表达的重组菌BMB1073。考虑到转录和翻译等因素，本研究选取了hacad1片段中编码第1265-1461位氨基酸的区域hacad2，将这个区域的表达产物命名为HaCad2。利用cry3Aα的启动子（pro3A）构建了融合基因pro3A-hacad2，将该融合基因和cry1Ac基因同时装入穿梭载体pHT304中，并转化Bt无晶体突变株BMB171，得到了重组菌BM1B1073。SDS-PAGE结果显示BMB1073能同时表达HaCad2和Cry1Ac蛋白，生物测定结果显示BMB1073对棉铃虫幼虫的杀虫活性比只表达Cry1Ac蛋白的重组菌提高了4.1倍，这表明棉铃虫钙粘蛋白毒素结合区在Bt中的表达也能提高Cry1Ac的杀虫活性。本研究为提高Bt毒素的杀虫活性提供了新的策略，也为棉铃虫钙粘蛋白毒素结合区多肽在和高效杀虫Bt工程菌和转基因植物中的应用提供了理论依据。