[发明专利]一株苏云金芽孢杆菌ST8及其杀虫基因和应用有效

专利信息
申请号: 201110352076.7 申请日: 2011-11-09
公开(公告)号: CN102363760A 公开(公告)日: 2012-02-29
发明(设计)人: 朱军;李平;郑爱萍;尹传春;王世全;邓其明;李双成;王玲霞;刘怀年 申请(专利权)人: 四川农业大学
主分类号: C12N1/20 分类号: C12N1/20;A01N63/00;A01N63/02;A01P7/04;C12N15/32;A01H5/00;C12R1/07
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王朋飞;王加岭
地址: 611130 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一株苏云金 芽孢 杆菌 st8 及其 杀虫 基因 应用
【说明书】:

技术领域

本发明涉及生物技术领域,具体地,涉及一种苏云金芽孢杆菌ST8 及其杀虫基因和应用。

背景技术

在人类生产过程中,虫害是造成农业生产损失及影响人类健康的重 要因素,据FAO统计,全世界农业生产每年因虫害造成的经济损失高达 14%,病害损失达12%,草害损失达11%。损失额高达1260亿美元,相 当于中国农业总产值的一半,英国的4倍多。农业类害虫主要集中在鳞 翅目与同翅目之中,鞘翅目金龟甲总科内部分昆虫,如蛴螬,也是重要 的世界性分布地下害虫,危害双子叶和单子叶粮食作物、多种蔬菜、油 料、芋、棉、牧草以及花卉和果、林等播下的种子及幼苗,并且为害期 长,从播种到收获均能为害,造成缺苗断垄,甚至绝收,还会影响品质。 大量调查表明,蛴螬在地下害虫中为害居首位,占总地下害虫量的 70-80%上。主要有暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela Motschulsky)、华北 大黑鳃金龟(Holotrichia oblita faldermann)、铜绿丽金龟(Anomala  carpulenta Motsch)等,在我国华北地区如河北、山东等地危害较为严重。

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是一种革兰氏阳 性细菌,它的分布极为广泛,在芽孢形成的同时可形成具有杀虫活性的 由蛋白质组成的伴胞晶体,又名杀虫晶体蛋白(Insectididal crystal  proteins,简称ICPs),ICPs是由cry基因编码的,该蛋白对敏感昆虫有 强烈毒性,而对高等动物和人无毒性。近几十年来,Bt已广泛应用于控 制多种鳞翅目、双翅目、鞘翅目等害虫。此外,Bt还对膜翅目、同翅目、 直翅目、食毛目等多种害虫及植物病原线虫、螨类、原生动物有控害作 用。目前在农田害虫、森林害虫及卫生害虫的防治中Bt已成为化学合成 农药的有力替代品,Bt还是转基因抗虫工程植物重要的基因来源。

自1981年Schnepf从菌株HD-1Dipel中克隆了第一个能表达杀虫活 性的基因以来,人们已经分离克隆了470多种ICPs的基因,根据编码的 氨基酸序列同源性它们被分别确定为不同的群、亚群、类和亚类。迄今 发现的对蛴螬具有杀虫活性的Bt基因主要有cry3、cry8、cry18、cry23、 cry37、cry43等类基因(Shu C.,et al.2009,Characterization of two novel  cry8 genes from Bacillus thuringiensis strain BT185.Current  Microbiology,58(4):389-392.),其中研究最多的是cry8类基因,cry8类基 因由1160-1210个氨基酸组成,分子量为128-137kDa,对金龟子科、象 甲科、叶甲科等多种鞘翅目害虫具有特异的杀虫活性(Crickmore N.,et al. 1998.Revision of the nomenclature for the Bacillus thuringiensis pesticidal  crystal proteins.Microbiol Mol Biol Rev,62:807-813)。1992年,Ohba等在 世界上首次从Bt菌株中筛选出对金龟子幼虫具有特异杀虫活性的新菌 株(Bt.subsp.japonensis BuiBui)(Ohba M.,et al.,1992.Aunique isolate of  Bacillus thuringiensis serovar japonensis with a high larvicidal activity  specific for scarabaeid beetles,Letters in Applied Microbiology,14:54-57), 1994年从中克隆了一种新的杀虫基因cry8Ca(Sato R.,et al.1994.Cloning, heterologous expression,and localization of a novel crystal protein gene from  Bacillus thuringiensis serovar japonensis strain buibui toxic to scarabaeid  insects.Curr.Microbiol.28:15-19)。美国Mycogen公司从Bt菌株PS50C 分离的Cry8Aa1和Cry8Ba1对花金龟Cotinis sp有明显的杀虫活性(US  Patent 5554534)(Tracy E.Michaels,Kenneth E.Narva,Foncerrada,1994. Bacillus thuringiensis toxins active against scarab pests.USP5554534.)。美 国从Bt菌株中分离了两种基因cry8Bb1和cry8Bc1基因,发现对马铃薯 甲虫,西方玉米根叶甲,南方玉米根叶甲具有显著的杀虫效果并已用于 转基因抗虫玉米的开发(Abad,et al.2002.Genes encoding novel proteins  with pesticidal activity against Coleopterans.WO 02/34774 A2)。在我国, 河北省农科院植保所和河北农业大学近年先后筛选获得多株对黄褐丽金 龟(A.exoleta)和铜绿丽金龟(A.corpulenta)的幼虫具有特异杀虫活性 的Bt菌株,室内生测死亡率均达100%(冯书亮等.2000.一株对金龟子 类幼虫具有杀虫活性的苏云金杆菌新分离株.中国生物防治,16(2): 74-78)。2004年中国农业科学院植物保护所Bt185分离了一株对暗黑鳃 金龟幼虫高效(LC50,0.94cfu/ml)的菌株Bt185,并从中克隆了四个种 新的cry8类基因:cry8Ea1,cry8Ea2,cry8Fa1,cry8Ha1。目前绝大部分 此类杀虫基因均被国外科研究机构或种子公司进行了专利保护;因此, 对这些Bt资源进行挖掘和开发是一项紧迫而又有价值的工作,拥有自主 知识产权,对于基因克隆、工程菌构建和抗虫转基因植物均具有重要的理 论意义和应用价值。

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