苏云金芽孢杆菌及其杀虫晶体蛋白作用机制的研究进展.pdfVIP

第 43 卷 第 2 期 昆　虫 　学 　报 Vol43 , No 2 2000 年 5 月 AC TA EN TOMOL O GICA SIN ICA May , 2000 文章编号 : (2000) 苏云金芽孢杆菌及其杀虫晶体蛋白 作用机制的研究进展 刘子铎 , 喻子牛 (华中农业大学农业部农业微生物重点实验室 , 微生物科学技术系 , 武汉 　430070) 摘要 : 综合叙述了苏云金芽胞杆菌 B acill us t hu ring iensis 和杀虫晶体蛋白的作用机制及在不同水平 上解释这些机制的一些流行模型和有关亚分子结构的作用 。 关键词 : 苏云金芽胞杆菌 ; 杀虫晶体蛋白; 作用机制 中图分类号 : Q9658 　　　文献标识码 : A 随着对苏云金芽孢杆菌 B acil l us t h u ri ng iens is 这一有着广泛应用前景的微生物杀虫剂研 ( ) 究的不断深入 , 尤其杀虫晶体蛋白 insecticidal cryst al p roteins , 简称 ICPs 结构与功能的深 入研究使人们对其苏云金芽胞杆菌 ICPs 的作用机制又有了新的认识 。从 70 年代提出的苏云 金芽孢杆菌作用机制至今 , 人们通过不同角度的研究已在细胞水平 , 分子水平和分子亚结构 水平上 , 提出了不同层次作用机制的解释 。这对我们进一步认识 ICPs 的作用机制 , 进行不同 目的的基因改造 , 工程菌的构建及转基因植物等实际应用有着直接的指导意义 。 1 　苏云金芽孢杆菌的作用机制 ( 按照早期苏云金芽孢杆菌的作用机制 , 对不同昆虫有特异毒性的伴孢晶体 p arasporal cryst al) 被昆虫吞食后 , 在昆虫中肠特殊p H 条件下被溶解释放出 ICPs 。然后 , 在中肠拟胰蛋 白酶的作用下 , 通过剪切被激活 。激活的 ICPs 特异地与中肠上皮细胞受体结合 , 从而使细胞 通透性破坏 , 最后导致膜穿孔 , 使整个细胞代谢失去平衡而导致昆虫死亡 。这种机制在宏观 上解释了昆虫被苏云金芽孢杆菌所致死的整个病理现象 , 目前已被普遍接受[ 1～3 ] 。实际上 , 该机制的内涵还包括芽孢可能在毒性方面所起的协同作用 。这是因为在早期 , 人们发现芽孢 衣蛋白质具有类似伴孢晶体的杀虫作用[4 ] 。当时认为芽孢衣蛋白质与 ICPs 具有类似的起源 。 最近的研究表 明 , 当初 的解释是不确切 的。Du 等人发现[5 ] , 来 自 Cry + HD73 ( 仅含有 cry 1A c 基因) 的芽孢可与带有标记的 Cry 1Ac 晶体蛋白抗体产生免疫反应 , 而 Cry - 的苏云金 芽孢杆菌 HD73 的芽孢却不能反应 。Cry + 菌株的芽孢同样具有结合昆虫中肠缘膜细胞受体的 能力 , 而 Cry - 菌株的芽孢则不能 。同时 , 实验还证明了 ICPs 保守的 C半端和芽孢衣蛋白质 都含有丰富的半胱氨酸 , 可通过二硫键使 ICPs 附着在芽孢衣上 。依此来说 , ICPs 除了以晶 收稿 日期 :; 修订日期 : ·207 · 208