定点突变技术改造苏云金芽胞杆菌cry1e1晶体蛋白的研究

【作者】 赵灿； 束长龙； 高继国； 宋福平； 张杰；

【机构】 中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室； 东北农业大学生命科学院；

【摘要】 苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）是目前世界上应用范围最广的杀虫微生物,其杀虫活性主要来源于杀虫基因编码的晶体蛋白。编码这种晶体蛋白的基因现已广泛地应用于转基因植物。本实验室的模式基因cry1e1对亚洲玉米螟和小菜蛾都有较高的活性,但对夜蛾科的害虫活性相对较低,近年来的研究发现它的表达产物与广泛运用的Cry1A类蛋白无交互抗性,进一步分析Cry1e1蛋白杀虫活性相关结构对改良cry1e1基因有重要的意义。有文献报道向Cry毒素结构的可变区引入外源片段能够增强毒素的活性。本研究通过三维建模预测了Cry1e1的三维结构,通过向其loop3可变区不同位点插入外源片段,探索了不同插入突变对其杀虫特异性与毒力的影响。本研究通过定点突变技术向预测的loop3的不同位点插入了5个氨基酸,共获得了9个突变体。目前已完成对小菜蛾的生物活性测定,结果显示有1个突变体的活性升高,5个突变体的活性降低,2个突变体的活性丧失,2个突变体活性表现为体重抑制。其中,突变体F8的活性提高了12倍,LC₅₀为1.514 72;突变体F6、F7有明显体重抑制,ID₅₀分别为4.460 65μg/ml,9.761 98μg/ml。进一步将对夜蛾科的害虫甜菜夜蛾和棉铃虫进行生物活性测定。更多还原