摘要：昆虫的寄主定位、产卵选择、聚集、求偶等行为受到来自昆虫周围环境的挥发性气味化合物的影响和调控。研究挥发物对昆虫行为的影响作用主要采用Y形嗅觉仪等行为检测装置,而研究挥发物对鳞翅目幼虫的影响作用却缺乏专业、高效的装置。本研究设计制作了研究鳞翅目幼虫行为的高效选择装置,适用于高效筛选对鳞翅目幼虫具有引诱、驱避等作用的挥发物。小菜蛾3龄幼虫的行为选择测试结果表明,对小菜蛾幼虫引诱最强的植物为大白菜,其次是油菜和甘蓝;花生叶片对小菜蛾幼虫没有作用;而番茄叶片对小菜蛾幼虫则具有驱避作用。由此说明该装置可以有效测定小菜蛾幼虫对不同挥发物的反应,将为挥发物对昆虫行为的影响研究、进而筛选新的化合物来控制虫害提供新的技术支持。

摘要：苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)可产生多种杀虫活性物质,是一种应用最广泛的微生物杀虫剂。最近研究表明Bt对化学杀虫剂抗性害虫有较好的防治效果,并且与化学杀虫剂的联合使用可以提高杀虫效果,减少化学杀虫剂的用量。为了进一步设计更好的Bt与化学杀虫剂协同控害方案,本论文研究了不同亚种的Bt菌株与常用化学杀虫剂的兼容性。泛基因组分析表明不同亚种的Bt菌株在基因组成上有较大差异,说明Bt菌株对化学杀虫剂的反应可能会有所不同。进一步化学杀虫剂对Bt增殖影响分析结果显示,溴虫腈对大部分Bt测试菌株有抑制,说明Bt与化学杀虫剂协同使用时需要测定两者兼容性。高效氯氰菊酯对所有常用的防治鳞翅目害虫的Bt杀虫剂亚种类型库斯塔克亚种(Bt kurstaki,Btk)和鲇泽亚种(Bt aizawai,Bta)菌株影响都不大,可以进行协同使用;氯虫苯甲酰胺和茚虫威对Btk菌株HD1有一定抑制作用,定虫隆对其有较好的促进作用,说明HD1与定虫隆协同使用效果更好;茚虫威对Bta菌株G03影响较小,定虫隆对其有一定的抑制作用,氯虫苯甲酰胺对G03则有一定的促进作用,说明G03及其衍生菌株可以与氯虫苯甲酰胺、茚虫威协同使用。本研究结果说明Bt菌株对不同杀虫剂的敏感性是有差异的,可以通过筛选获得兼容性好的组合,为进一步制定Bt杀虫剂与化学杀虫剂配伍方案与协同使用技术提供了理论指导与数据参考,对实现化学农药减量施用具有重要的指导意义。

摘要：依据对夜蛾科具有高毒力cry基因的序列,设计特异性引物对实验室保存的对鳞翅目害虫高效的菌株资源进行筛选。通过比较质粒图谱,对其多样性进行了研究。进一步测定Bt菌株对甜菜夜蛾的杀虫活性,筛选出高毒力的菌株。从192株菌株中筛选出15株对夜蛾科害虫具有高活性的菌株,包含的基因类型有:cry1A、cry1C、cry2A、cry9和vip3A类基因,晶体形态包含:双锥体形、方形、球形;其中2株菌表达130ku和60ku的蛋白,1株菌表达130ku和70ku的蛋白,其余菌株均表达约130ku的蛋白;这15株菌通过质粒图谱分析分为8种类型;3株菌对甜菜夜蛾幼虫具有高毒力,其中菌株PS3-C2对甜菜夜蛾LC50为1.87μg/mL。本研究成功筛选出对甜菜夜蛾具有高毒力的菌株3株,其中PS3-C2菌株与对照菌株KN11活性相当,为新型杀虫基因分离克隆与制剂的研发奠定了基础。

摘要：本研究将高分辨熔解分析(high resolution melting assay,HRMA)的方法应用于cry1I类基因的分型。根据已报道的cry1I类基因的保守区设计一对扩增片段为131 bp的通用鉴定引物,利用高分辨熔点仪对产物的熔解曲线进行分析。利用此方法对本实验室保存的标准菌株HD-12进行了cry1I类基因的鉴定,克隆到2个新型的cry1Ib和cry1Id基因,被Bt国际命名委员会分别正式命名为cry1Ib11和cry1Id2。这两种基因在*** Rosetta菌株中能正常表达81 kDa的蛋白。Cry1Ib11和Cry1Id2蛋白对小菜蛾Plutellaxylostella二龄幼虫和亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis初孵幼虫具有显著的杀虫活性,LC50分别为6.13μ*** 1和6.10μ*** 1及11.18μ*** 1和1.43μ*** 1。但对甜菜夜蛾Spodoptera exigua及鞘翅目的大猿叶甲Colaphellus bowringi均没有明显毒杀作用。高分辨溶解分析法为新型cry基因的快速、准确鉴定提供了有效的工具。

摘要：Bt微生物制剂和转基因抗虫作物已经在全球范围内取得了巨大成功,但是Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限以及害虫对Bt毒素的抗性风险上升等诸多问题,将严重制约Bt在未来农业生产中进一步发挥巨大作用。利用理性设计、非理性设计等蛋白质工程技术对Bt Cry蛋白进行改造是解决这些问题的新途径。通过总结蛋白质工程在Cry毒素改良中的应用情况,分析了存在的问题,并对未来发展动向进行了展望。

摘要：cry1Ah1基因是本实验室克隆的具有自主知识产权的模式基因,对鳞翅目害虫水稻二化螟等具有高毒力,具有较好的应用前景。为提高cry1Ah1基因在水稻中的表达量,探讨密码子使用频率对基因表达的影响,依据水稻密码子使用频率设计5种不同的优化方案,提高GC含量并去除剪切信号等不稳定因素后合成cry1Ah1基因杀虫活性区域。优化后的基因在大肠杆菌Rosetta(DE3)中正常表达了65 kDa蛋白,表达蛋白对2龄小菜蛾和水稻二化螟初孵幼虫都具有良好的杀虫活性。优化的基因转化水稻日本晴后,PCR阳性率达到87%以上,实时荧光定量RT-PCR和ELISA分析表明全部采用最高频率密码子的优化方案效果最好,Cry1Ah蛋白平均表达量占可溶性蛋白的0.104%。

摘要：为了确定Cry9Aa3蛋白对亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）和小菜蛾（Plutella xylostella）的最小活性区,根据NCBI BLAST比对结果与SWISS-MODEL同源建模结果,设计了12对截短引物,以cry9Aa3全长序列为模板,扩增出了12种不同截短片段,与pEB载体重组后的阳性克隆,转入大肠杆菌（Escherichia coli）菌株Rosetta（DE3）诱导表达,提取蛋白。对小菜蛾和亚洲玉米螟的生物学活性测定,发现截短蛋白Cry9Aa3-45~700、Cry9Aa3-1~654,对小菜蛾和亚洲玉米螟有较高的活性,其中截短蛋白Cry9Aa3-45~700对小菜蛾和亚洲玉米螟的LC50分别为5.27、7.56μg/g,截短蛋白Cry9Aa3-1~654对小菜蛾和亚洲玉米螟的LC50分别为7.76、7.79μg/g,与阳性对照无显著差异,而截短蛋白Cry9Aa3-1~653和Cry9Aa3-46~700（LC50〉200μg/g）对幼虫几乎丧失生物学活性。这说明Cry9Aa3蛋白对小菜蛾和亚洲玉米螟的杀虫活性区相同,最小活性区位于45I和654P之间。

摘要：cry2基因对多种鳞翅目害虫具有高毒力,且与cry1A类基因无交互抗性,具有重要的应用价值。为了提高苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)cry2杀虫基因资源的筛选和鉴定效率,本研究分析了所有已报到的cry2A基因的保守区,设计了4对通用引物,对2000株Bt菌株基因组DNA混合样品进行了PCR扩增,并利用454高通量测序仪对这些混合扩增产物进行了测序。测序总量有280704条Reads,序列分析结果表明,这些Bt菌株中含有已知的所有9类cry2类基因,其中包括cry2Ae和cry2Ai这2类在国内Bt菌株中未见报道的基因;同时,发现了新型cry2类基因的片段;随后设计特异性引物,扩增获得了半长基因片段cry2-1和cry2-2,进一步利用重叠PCR法获得了全长新基因cry2X,该基因的编码区为1902 bp,编码633个氨基酸;其氨基酸序列与Cry2Ab13蛋白的相似性最高,为93%,属于第三等级的模式基因。建立聚合酶链式反应-高通量测序(polymerase chain reaction-high throughput sequencing,PCR-HTS)联用的基因鉴定方法,具有快速、灵敏、准确、高通量、覆盖范围广等优点,不仅可以对Bt菌株中已知杀虫基因进行鉴定,而且能够发现新的基因,将在Bt基因鉴定、发掘中发挥重要的作用。

摘要：为了方便快速地检测转cry1Ac基因抗虫水稻的转基因成分,本研究以转cry1Ac基因水稻‘华恢1号’为主要研究对象,根据环介导等温扩增技术的原理,针对人工改造的cry1Ac晶体蛋白毒素基因的6个区段设计4条特异性引物,在65℃条件下,利用链置换DNA聚合酶等温扩增1h,分别通过荧光显色和凝胶电泳完成对转基因作物的检测工作,同时对2种转基因作物和5种非转基因作物进行LAMP检测以检验该方法的特异性。结果表明,该LAMP方法能有效地检测含有cry1Ac的转基因作物,检测结果与常规PCR方法结果一致,灵敏度是PCR方法的10倍,达到0.01%,并且具有高特异性,表明该检测方法适合转cry1Ac基因抗虫作物的快速检测。