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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)是一种重要的对多种农林害虫具有杀虫活性的革兰氏阳性细菌,其作用对象主要包括鳞翅目(Lipidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)和膜翅目(Hymenoptera)等的500多种昆虫,而其杀虫活性成分主要包括杀虫晶体蛋白、营养期杀虫蛋白和一些可提高杀虫蛋白活性的增效因子等,其研究与应用已愈百年.自上世纪80年代中期以来,由于陆续研究发现苏云金芽胞杆菌晶体蛋白具有对动物寄生线虫(Bone等,1985；1987)和植物寄生线虫(Osman等,1988)的杀虫活性,国内外对这一传统昆虫病原细菌的研究与应用已逐渐拓展到线虫生防领域.长期以来,具有特异杀虫活性的苏云金芽胞杆菌杀虫基因资源一直受到人们的广泛重视.截止2015年8月,苏云金芽胞杆菌的杀虫基因已达到74大类756种；Cyt类蛋白也达到3大类38种.对这些杀虫晶体蛋白的保守结构域与进化树分析表明,杀线虫基因主要归属于Cry5、Cry6和Cry55等亚家族.通过以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为靶标的线虫高通量测试系统筛选和离体筛选试验,从一批苏云金芽胞杆菌出发菌株中筛选确定了5株高毒力菌株,完成了其基因组测序、拼接和注释.其中的一株高毒力菌株YBT-1518测序组装后数据总量698.65Mb；其质粒pBMB0228(18kb)上含有两个对根结线虫有高活性的杀虫晶体蛋白基因cry55Aa1和cry6Aa2；在大质粒上还含有一个对根结线虫有高活性的杀虫晶体蛋白基因cry5Ba2.这些基因的存在是该菌株对植物寄生线虫具有高毒力的原因.该菌株的最小质粒编码了两个杀线虫蛋白基因cry55Aa1和cry6Aa2.另利用自主建立的高通量杀虫蛋白基因鉴定平台BtToxin-Scanner从高效杀线虫芽胞杆菌中发掘克隆并验证了3个新型杀线虫晶体蛋白基因cry21Ca1、cry21Da1和cry2986,其中的2个基因的编码蛋白Cry21Da1和Cry21Ca1对秀丽隐杆线虫有明显的抑制活性.在进行菌株YBT-1518的杀虫晶体蛋白Cry55Aa,Cry6Aa和Cry5Ba生测时,发现纯化蛋白比晶胞混合物对线虫的活性低很多倍,推测在YBT-1518中还存在着其它毒力因子.经HMM version3.0软件对预测,一种金属蛋白酶Bmp1可能具有杀线虫活性.经测定,单独Bmp1蛋白对线虫的LC50为610±9.37 μg/mL,而与Cry5Ba以3：1复配的LC50为37.50±8.72 μg/ml,增效倍数达到了SF=7.95.将Bmp1、Cry5Ba、ddH2O分别喂食线虫,观察发现Cry5Ba蛋白喂食线虫24h后线虫的肠道组织开始由于穿孔引起的收缩而逐渐与体壁分离,而Bmp1蛋白不引起线虫的中肠组织收缩,但可引起肠道组织逐渐被降解,从而推测Bmp1蛋白毒杀线虫的方式是通过降解线虫的肠道组织.研究发现Cry6Aa2晶体蛋白对秀丽隐杆线虫有很强的致死活性,并能显著抑制线虫产卵、生长,同时降低线虫运动能力.同时,线虫对Cry6Aa2毒素的进攻会产生行为防御.当线虫受到晶体蛋白的攻击后,线虫会采取包括采取减少摄食、逃逸等方式来逃避毒素的攻击.确定Cry6Aa2蛋白与Cry5B对线虫作用方式和机制存在差异对Cry5B具有抗性的秀丽小杆线虫bre突变体对Cry6A敏感(致死、抑制产卵和生长).通过联合的转录组学和蛋白质组学分析,对与苏云金芽胞杆菌的杀虫晶体蛋白ICP高水平合成相关的蛋白酶和氨基酸代谢、聚-β-羟基丁酸盐、乙偶姻和一些低分子量物质的代谢、磷酸戊糖代谢旁路、三羧酸循环在营养生长与芽胞形成时期的代谢水平、某些酶和细胞色素在能量合成过程中表达水平等方面等代谢方面对Bt芽胞形成和毒素蛋白ICP合成的重要作用进行了研究.通过双向电泳结合亲和印记技术鉴定出了秀丽小杆线虫的天门冬氨酸蛋白酶ASP-1可与Cry6Aa发生结合且相互作用是特异的,ASP-1缺失突变体tm666对Cry6Aa产生了一定程度的抗性.ASP-1可保护Cry6Aa蛋白不被降解.Cry6Aa处理线虫可诱导ASP-1上调并介导线虫溶酶体破裂激活necrosis通路,最终杀死线虫细胞.通过同源建模发现秀丽小杆线虫的CDH-7和CDH-8与昆虫中的钙粘蛋白进化地位最近.进一步将秀丽小杆线虫的CDH-7和CDH-8进行了克隆表达和纯化,并通过Ligand blotting实验和ELISA实验证明了CDH-7和CDH-8能与Cry5B发生专一性结合.生物测定表明秀丽小杆线虫CDH-7和CDH-8缺失的突变体RB815对Cry5B产生了明显的抗性,说明CDH-8是Cry5Ba毒杀线虫的受体.