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    近期，湖南師范大學(xué)丁學(xué)知教授主持的2006年湖南省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“蘇云金芽胞桿菌殺蟲(chóng)伴胞晶體蛋白質(zhì)組學(xué)研究”順利通過(guò)了驗(yàn)收并被評(píng)為優(yōu)秀項(xiàng)目。

    蘇云金芽胞桿菌（Bt）是一種對(duì)多種農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)具有毒殺作用的微生物殺蟲(chóng)劑，具有殺蟲(chóng)高效、對(duì)人類和其它生物安全的特點(diǎn)，其殺蟲(chóng)活性成分主要是伴胞晶體蛋白。利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究伴胞晶體蛋白的組成，尋找新的高效殺蟲(chóng)蛋白質(zhì)分子，提高Bt制劑殺蟲(chóng)毒力將成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。本項(xiàng)目的開(kāi)展對(duì)構(gòu)建高效的、廣譜的、有利于延緩害蟲(chóng)抗性的殺蟲(chóng)工程菌，發(fā)展我國(guó)自主創(chuàng)新的生物農(nóng)藥工業(yè)具有重要理論依據(jù)和實(shí)踐意義。

    該項(xiàng)研究一是在國(guó)內(nèi)外率先進(jìn)行Bt殺蟲(chóng)晶體蛋白質(zhì)組學(xué)研究，創(chuàng)新性地建立了一種對(duì)Bt原毒素表達(dá)譜進(jìn)行鑒定的新方法，該方法可以快速、準(zhǔn)確地篩選具有新的殺蟲(chóng)特性的Bt菌株或殺蟲(chóng)晶體蛋白；二是對(duì)Bt 4.0718菌株、Bt庫(kù)斯塔克亞種HD-1、Bt以色列亞種H14及武漢亞種140等Bt不同亞種殺蟲(chóng)晶體蛋白進(jìn)行了比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究；三是從各亞種中鑒定了對(duì)鱗翅目幼蟲(chóng)有特異毒性的Cry1Ac蛋白，對(duì)鱗翅目、雙翅目幼蟲(chóng)都有毒性的Cry2Aa蛋白等，為闡述Bt各亞種菌株毒力機(jī)制提供了依據(jù)。利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)本研究室構(gòu)建的含幾丁質(zhì)酶等異源基因的Bt工程菌株XBU001（pHC34）、Bt4（pHAH43）和XBU001（pHTAcS）與Bt4.0718菌株表達(dá)的晶體蛋白質(zhì)組進(jìn)行了比較分析。對(duì)部分特征蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行原位酶解、肽質(zhì)量指紋圖分析、鑒定到Bt菌株和轉(zhuǎn)Bt菌株含有目的蛋白及Cry1Aa、Cry1Ac等功能蛋白；四是通過(guò)對(duì)昆蟲(chóng)飼喂了Cry1Ac毒素前后的中腸蛋白質(zhì)組的比較研究，鑒定到了氨肽酶N等149個(gè)非冗余蛋白質(zhì)，為闡明昆蟲(chóng)體內(nèi)毒蛋白特異受體的作用機(jī)制和昆蟲(chóng)抗性的產(chǎn)生原因提供了重要依據(jù)；五是選擇Bt4.0718菌株中不同培養(yǎng)時(shí)期表達(dá)差異較大的重要蛋白如camelysin做進(jìn)一步的功能鑒定，初步推測(cè)camelysin對(duì)Cry1Ac毒素蛋白的影響及對(duì)昆蟲(chóng)受體的作用；六是運(yùn)用生物信息學(xué)理論和蛋白質(zhì)信息分析軟件研究了Cry1Ac5蛋白三維結(jié)構(gòu)，分離和純化Cry1Ac5和與之結(jié)合的20-kb DNA，研究了Cry1Ac5蛋白與20-kb DNA相互作用的分子機(jī)制，探討了20-kb DNA 對(duì)Cry1Ac5蛋白的穩(wěn)定性和殺蟲(chóng)毒力的影響，分析原毒素蛋白質(zhì)分子毒性核心片段在三維結(jié)構(gòu)上的細(xì)微差異，對(duì)其可能導(dǎo)致的殺蟲(chóng)活性上的變化進(jìn)行了推測(cè)。

    目前，該項(xiàng)目研究成果已經(jīng)在生產(chǎn)上得到應(yīng)用。