Bt（Bacillus Thuringiensis）蛋白与金属离子具有较强的结合能力,可能会增加金属离子在土壤多介质中的转运。并且土壤微生物受重金属污染会对其活性和结构造成显著的影响,改变蛋白性质及结构,损坏细胞膜的性能。这些对重金属在土壤环境中的归趋具有理论和实际意义,也可为有转基因作物的发展,Bt蛋白与重金属污染土壤的修复和风险评价提供理论依据,为土壤生态安全的有效维护奠定理论基础。本论文将综合考虑选用来源于全球商品化程度最高的抗虫转基因作物所分泌的Cry1Ac抗虫蛋白作为Bt蛋白研究对象,以BSA蛋白作为参照,以Zn2+、Cd2+作为金属离子代表,研究了不同温度下Zn2+、Cd2+金属离子与Cry1Ac蛋白间的结合作用。选取大肠杆菌（E.coli）和枯草芽孢杆菌（B.subtilis）为典型的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌作为试验菌种,分析Cry1Ac蛋白,金属离子及复合体系下对两种菌的耐性评价。研究结果如下:1、通过荧光光谱法,探究不同温度下Zn2+、Cd2+金属离子与Cry1Ac间的结合作用。温度在298K、308K时,由Stern-Volmer方程推断Zn2+、Cd2+与BSA、Cry1Ac的结合作用均为静态猝灭过程。通过双倒数方程得到体系Cry1Ac-Zn、Cry1Ac-Cd、BSA-Zn、BSA-Cd结合常数KA值分别处在10~3-10~5数量级,说明Zn2+、Cd2+与Cry1Ac、BSA有较强的结合作用。由热力学数据可知Zn2+、Cd2+金属离子与Cry1Ac、BSA是一个自发吸热的过程,且氢键和范德华力起主要作用力。根据Forster非辐射能量转移理论,Zn2+和Cd2+金属离子与Cry1Ac蛋白的结合距离分别约为0.21 nm和0.24 nm。证明了Cd2+、Zn2+与Cry1Ac之间存在非辐射能量转移。2、分子对接研究揭示了金属离子在Cry1Ac蛋白片段中的位置。金属离子在Asp569、Thr 560、Asn564和Gln566位点参与了与Cry1Ac的配体结合,结合结果导致位点微环境的变化,从而导致蛋白内源性荧光猝灭,这与荧光光谱结果一致。3、通过对E.coli,B.subtilis进行单体观察,确认两种细菌的形状特征。并对两种细菌进行条件优化,结果表明两种细菌的最优条件都是温度在37℃,转速为180 r/min,p H值为7.0时OD值最佳。两种菌在各个单体及复合体进行简单的耐性实验结果可知,Cd2+浓度在10μg/m L,Zn2+浓度在20μg/m L时对E.coli,B.subtilis的耐性达到最大值。体系Zn-Cry1Ac和Cd-Cry1Ac对E.coli,B.subtilis没有明显的抑制作用,说明Cry1Ac可降低Zn、Cd离子的毒性。4、采用平板计数和生长曲线研究金属离子和Cry1Ac及复合体系对E.coli,B.subtilis的耐性进行分析。实验发现,金属离子与体系Zn-Cry1Ac和Cd-Cry1Ac相比,金属离子对E.coli,B.subtilis细菌的抑制作用明显,并且随着浓度的增加,对菌体的抑制越强。E.coli组比B.subtilis组的抑制效果更明显。这说明B.subtilis的耐受性比E.coli耐受性要强。5、在金属离子和Cry1Ac对细菌的毒性研究中,通过ROS结果可知Cry1Ac组对E.coli和B.subtilis没有造成损伤,相反,Zn2+和Cd2+对E.coli和B.subtilis造成了严重的损伤,体系Zn-Cry1Ac和Cd-Cry1Ac对E.coli和B.subtilis没有造成严重的损伤。并且Cry1Ac可以降低Cd2+、Zn2+诱导细胞毒性。荧光发光细菌实验得到的结果一致,在体系Cd-Cry1Ac和Zn-Cry1Ac中金属离子浓度的升高对体系抑制发光细菌的效果越强,并且体系Cd-Cry1Ac小于Zn-Cry1Ac的抑制率。金属离子Cd2+、Zn2+对两种菌体的毒性相比,Cry1Ac与金属离子共存时对两种细菌的毒性效应减弱。原因在于Cry1Ac与金属离子产生结合作用后形成复合物降低其生物毒性。