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【6h】

PTD对Bt杀虫蛋白Cry1Ac的增效和克抗分子机理研究

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第一章文献综述

1.1 BT毒素的研究进展

1.1.1 Bt毒素的分类

1.1.2 Bt毒蛋白的作用机理

1.1.3 Bt基因工程

1.2昆虫对BT抗性研究进展

1.2.1昆虫对Bt抗性的发展

1.2.2昆虫对Bt的抗性机制

1.2.3 Bt受体的研究进展

1.3.蛋白转导研究进展

1.3.1蛋白转导结构域的发现

1.3.2 TAT-PTD转导机制的研究

1.3.3 PTD应用概述

1.4.昆虫杆状病毒表达系统

1.4.1杆状病毒/昆虫表达系统的发展历史

1.4.2昆虫杆状病毒表达系统的优点

1.4.3重组杆状病毒的构建

1.4.4 BEVS的应用

1.5本研究的目的和意义

第二章研究内容和技术路线

2.1研究内容

2.2技术路线

第三章融合蛋白的毒力测定

3.1材料和试剂

3.2实验方法

3.2.1融合蛋白TAT-Cry1Ac的构建

3.2.2 TAT-Cry1Ac融合基因在大肠杆菌BL21中的诱导表达

3.2.3融合蛋白的生物测定

3.3结果与分析

3.3.1融合蛋白的诱导表达

3.3.2六种融合杀虫蛋白的毒力测定结果

3.4小结

第四章小菜蛾类钙粘蛋白基因的克隆及序列分析

4.1试验材料

4.2试验方法

4.2.1小菜蛾中肠RNA的提取

4.2.2反转录

4.2.3钙粘蛋白(CAD)的PCR扩增

4.2.4 PCR产物的回收纯化

4.2.5 PCR纯化产物与pEASY-T1载体的连接

4.2.6转化感受态细胞TOP 10

4.2.7质粒DNA的提取

4.2.8检测

4.2.9钙粘蛋白序列测定

4.3结果与分析

4.3.1小菜蛾中肠RNA提取

4.3.2 CAD的PCR扩增

4.3.3质粒酶切及PCR

4.3.4核酸序列结果与分析

4.4小结

第五章CAD的表达及鉴定

5.1材料和试剂

5.2试验方法

5.2.1双酶切重组质粒(pEASY-T/CAD)和供体质粒(pFastBacHTb)

5.2.2胶回收

5.2.3连接

5.2.4转化至TOP10

5.2.5质粒DNA的提取

5.2.6双酶切及PCR鉴定

5.2.7 DH10Bac感受态细胞的制备

5.2.8 转化至DH10Bac

5.2.9提取杆粒Bac/CAD DNA

5.2.10 PCR鉴定

5.2.11共转染

5.2.12亲和能力测定(采用ELISA)

5.3结果与分析

5.3.1重组转移载体pFastBacHTb/CAD的构建

5.3.2重组杆状病毒的鉴定

5.3.3重组病毒转染Tn细胞

5.3.4 CAD在昆虫细胞中的表达

5.3.5亲和能力测定

5.4小结

第六章 结论

参考文献

致谢

作者简历

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摘要

苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是目前世界上用途最广、产量最大的微生物杀虫剂,在世界范围内得到广泛的应用。编码Bt杀虫蛋白的基因也作为最主要的杀虫基因转入到了多种重要的粮棉作物中,在害虫防治中起着巨大的作用,但目前害虫对Bt的抗药性已日趋严重。小菜蛾Plutellaxylostella(L.)是十字花科蔬菜的主要害虫,也是至今唯一在田间发现已对Bt产生抗性种群的害虫。 蛋白转导结构域(Proteintransductiondomain,PTD)是一类能自动穿透细胞膜,并能作为载体将其它生物大分子携带进入细胞膜内的一段富含精氨酸的多肽。本研究利用TAT(一种PTD)作为载体携带生物大分子透过细胞膜的能力,在本实验室构建的TAT-Cry1Ac融合表达蛋白的基础上,从融合杀虫蛋白对敏感、抗性小菜蛾BBMV的亲和能力;融合杀虫蛋白与敏感、抗性小菜蛾类钙粘蛋白(Cadherin-likeprotein,CAD)的亲和特性等方面研究PTD对微生物杀虫剂的增效和克抗机理。具体结果如下: 1.表达的六种融合杀虫蛋白对小菜蛾3龄幼虫进行毒力测定,结果表明:六种杀虫蛋白浸渍叶片后对敏感和抗性小菜蛾均有杀虫活性,加TAT肽的融合蛋白比未加TAT肽的融合蛋白的杀虫活性均有一定程度的提高。如pET-21b+6His-tat-Cry1Ac(T)对美国敏感种群的LC50为1.19mg/L,而pET-21b+6His-Cry1Ac(P)对美国敏感种群的LC50为6.6mg/L,增效倍数达到5.54倍;pET-21b-tat-Cry1Ac+6His(T')对美国抗性种群的LC50为12.94mg/L,而pET-21b-tat-Cry1Ac+6His(P')对美国抗性种群的Lc50为27.18mg/L,增效倍数为2.1倍,证明TAT肽对Bt杀虫蛋白Cry1Ac具一定的增效作用,增效作用达显著水平。 2.对克隆的小菜蛾抗性品系和敏感品系的钙粘蛋白核苷酸进行分析,结果显示:钙粘蛋白核苷酸全长5314bp,编码1716个氨基酸。两者氨基酸一致性达到99.42%,抗性品系相对于敏感品系,有10个氨基酸发生替换。 3.将CAD基因克隆到转移载体pFastBacHTb,后转座到感受态细胞DH10Bac,得到重组杆粒Bacmid/CAD后,转染Tn细胞进行表达,获得重组的CAD蛋白。SDS-PAGE电泳结果表明,表达产物的分子量约为200kD,与理论值相符。Western-blot结果显示表达产物与Cry1Ac结合后,可以与Cry1Ac的多克隆抗体结合,进一步说明目的蛋白CAD得到了表达,证明CAD是Cry1Ac的受体。 4.利用ELISA免疫检测方法间接测定了融合杀虫蛋白与小菜蛾中肠BBMV、融合杀虫蛋白与钙粘蛋白的亲和性,结果表明TAT肽可显著地增强Cry1Ac与BBMV、钙粘蛋白的结合能力,如pET-21b+6His-tat-Cry1Ac(T)与美国敏感种群BBMV的OD450值为0.207,pET-21b+6His-Cry1Ac(P)的为0.165;T与敏感种群钙粘蛋白的OD450为0.217,P与钙粘蛋白的OD450为0.1775。说明了TAT肽能够通过增加杀虫蚩白与小菜蛾中肠上皮细胞的亲和力而提高Cry1Ac的活性,达到克服小菜蛾对Cry1Ac抗性的目的。

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