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嗜线虫致病杆菌杀虫蛋白的分离纯化及杀虫蛋白基因克隆

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前言

第一章昆虫病原线虫共生菌的分离及鉴定

1.1材料与方法

1.2结果与分析

1.2.1昆虫病原线虫及其共生菌的分离

1.2.2 16S rDNA部分片段的PCR扩增

1.2.3共生菌16S rDNA部分序列分析

1.3讨论

1.4小结

第二章高毒力共生菌菌株的筛选及其杀虫活性的测定

2.1材料与方法

2.2结果与分析

2.2.1不同菌株发酵液对棉铃虫幼虫的口服杀虫活性比较

2.2.2.共生菌发酵液对不同昆虫的口服胃毒活性的比较

2.2.3.HB310菌株杀虫谱的测定

2.2.4 HB310菌株发酵液对3种十字花科蔬菜害虫的胃毒毒力比较

2.2.5 HB310菌液不同组份对菜粉蝶1龄幼虫胃毒杀虫活性的比较

2.2.6 HB310菌株生长曲线及不同培养时间对其杀虫活性的影响

2.2.7温度对HB310菌株胃毒活性的影响

2.3讨论

2.4小结

第三章HB310菌株杀虫毒素蛋白的分离纯化

3.1材料与方法

3.2结果与分析

3.2.1 HB310菌株胞内和胞外总蛋白的SDS-PAGE和native-PAGE比较

3.2.2 HB310菌株胞内蛋白粗提物和胞外蛋白粗提物的杀虫活性

3.2.3胞内和胞外胃毒素和血腔毒素的分离、纯化

3.2.4胃毒素和血腔毒素的SDS-PAGE

3.2.5toxin III 腔毒力的测定

3.2.6温度对HB310菌株胃毒活性的影响

3.2.7蛋白酶对蛋白毒素的影响

3.2.8 toxin Ⅲ毒素蛋白对大蜡螟血淋巴的影响

3.3讨论

3.4小结

第四章HB310菌株的型变及其杀虫活性研究

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.2.1 HB310菌株Ⅰ型菌和Ⅱ型菌的型态特征和生理生化特性的比较

4.2.2生长特性比较

4.2.3 Ⅰ型菌和Ⅱ型菌发酵液杀虫活性的比较

4.2.4Ⅰ型菌和Ⅱ型菌胞外及胞内蛋白提取物的杀虫活性比较

4.2.5 Ⅰ型菌和Ⅱ型菌蛋白质组分的差异

4.2.6 HB310菌株Ⅰ型菌和Ⅱ型菌毒力相关基因的PCR扩增

4.3讨论

4.4小结

第五章HB310菌株粘粒文库的构建及杀虫阳性克隆的筛选

5.1材料与方法

5.2结果与分析

5.2.1物理剪切后DNA大小

5.2.2文库的容量

5.2.3杀虫阳性克隆的筛选

5.2.4 pWEB216克隆的杀虫毒力

5.2.5阳性克隆杀虫毒素基因的初步鉴定

5.3讨论

5.4小结

总结

参考文献

在读期间完成的论文

作者简介

致谢

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摘要

该研究利用大蜡螟和黄粉虫土壤诱集法,从河北省各地的719份土样中的28份诱集到了昆虫病原线虫,有线虫率为3.89%.经初步鉴定25个为异小杆属线虫(Heterorhabditis)、3个为斯氏属线虫(Steinernema).土样有线虫率与植被有关.以果园内最高,为8.64%,其次为菜地7.27%,杂草等未耕地为3.28%,大田作物为1.68%.通过取被感染大蜡螟血淋巴涂平板的方法,分别从这28个线虫品系中分离出28个共生菌菌株.对从河北省分离的28个菌株和4个本室保存的菌株的部分16S rDNA序列进行PCR扩增和测序,与共生菌已知种的同源序列进行比较分析,构建了系统进化树,初步确定了这32个共生菌的分类地位.从河北省分离到的发光光杆菌大部分与P. luminescens关系密切,归属于三个亚簇.其中HB89和HBgy相似性达100%,二者与P. luminescens laumondii亚种相似性达99%.HB310菌株的Ⅰ型菌与Ⅱ型菌部分16S rDNA序列的相似性是100%.但是HB310菌株的Ⅰ型菌与Ⅱ型菌的形态特点、生理生化指标测定及杀虫活性存在较大的差异.X.nematophila HB310、Srio、HBml、A24和P.luminesense HB202、D1、HBgy等多株共生菌对棉铃虫和小菜蛾等有较高的口服胃毒活性,其中X.nematophila所有品系的杀虫活性均高于其它种类的菌株.不同属、种及同种不同品系的共生菌对同种昆虫的胃毒活性差别很大,同一菌株对不同昆虫的毒力差别也较大.对HB310菌株杀虫活性的深入研究表明,该菌的杀虫谱较广,对鳞翅目和鞘翅目的10种昆虫都有胃毒活性,特别是小菜蛾、菜粉蝶、云斑粉蝶和马铃薯二十八星瓢虫等幼虫有很强的胃毒活性,其发酵液对四种幼虫在72 h的致死率达到100%.对棉铃虫、甜菜夜蛾、玉米螟等幼虫的生长有很强的抑制作用.HB310菌株在对数生长初期已开始产生杀虫毒素,在对数生长中后期(15h)其杀虫活性已达到最高.HB310菌株发酵液中的细胞和胞外上清蛋白提取物中都含有较强的血腔注射杀虫活性物质和口服胃毒素.通过native-PAGE从胞内蛋白提取物中分离出2种有胃毒活性的蛋白组份(toxinⅠ和toxin Ⅱ)和1种血腔注射活性的蛋白组份(toxinⅢ),同时从胞外蛋白提取物中也分离到这三种毒素.SDS-PAGE电泳图谱显示两种胃毒素分别含有3~4个多肽,而血腔毒素只看到一条带,可能是一种单体蛋白.纯化的血腔毒素对5龄大蜡螟幼虫血腔注射LD50为181.5 ng/头.血腔毒素耐70°C处理10 min;胃毒素耐50℃处理10 min,对其杀虫活性无影响.血腔毒素能够破坏血细胞成碎片.

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