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球孢白僵菌作为最为常见的虫生真菌,寄主范围广,且易于大量生产,在自然环境中有时能在寄主种群中形成流行病,有利于抑制虫口的大发生。但由于其对害虫的致死时间较长、对环境条件要求又高,所以球孢白僵菌杀虫剂应用的广泛性受到限制。
利用基因工程技术提高菌株毒力是当今世界上关注的研究热点。本文以球孢白僵菌Bb13和Bb1944作为出发菌株,分别引入苏云金杆菌的营养期杀虫蛋白基因Vip3Aa,构建了两个转基因工程菌株。
根据苏云金杆菌营养期杀虫蛋白基因Vip3Aa 序列设计全基因扩增引物,并在引物两端添加合适的酶切位点EcoRI和XhoI,对目的基因进行PCR扩增,将纯化的PCR产物和含有筛选标记bar基因的载体pbarGPE1质粒分别进行XhoI和EcoRI双酶切,再次纯化,然后,将两者的纯化物进行连接,构建成真菌表达载体pbarGPE1-vip3Aa。将构建好的质粒经ScaI酶切线性化后,利用芽生孢子转化法转入虫生真菌球孢白僵菌Bb13和Bb1944菌株内,得到白僵菌工程菌株Bb13V和Bb1944V。RT-PCR结果证明Vip3Aa在两个工程菌株中均能得到成功转录。
在室内恒温25℃条件下,用喂食、喷雾以及两者相结合的方法,分别测定1×105、1×106、1×107、1×108和2×108孢子/ml五个不同孢子浓度下Bb13和Bb1944的原始菌株和工程菌株对二龄马尾松毛虫和玉米螟的毒力,将测定结果用DPS进行数据分析。
对松毛虫测定的结果表明,在2×108孢子/ml孢子浓度下,工程菌株和非工程菌株间致死率差异不大。在1×105、1×106、1×107和1×108孢子/ml四个不同孢子浓度下处理条件下,采取3种不同的处理方式,工程菌株均原始菌株致死率提高30%以上;
喷雾处理的毒力提高33.6~62.1倍;喂食处理组的致死率均高于喷雾处理。在所有处理中,喂食和喷雾相结合的处理组致死率最高。在1×108孢子/ml浓度下,喂食处理的致死率显著高于喷雾处理,致死中时缩短6.89d。
对玉米螟测定的结果表明,工程菌株各处理组均比原始菌株的死亡率高;喷雾处理的毒力提高了50.5~78.1 倍;在2×108孢子/ml浓度下,喷雾组的致死中时(4.84)比原始菌株(6.42)缩短了1.58d。
两个菌株的毒力测定都说明Vip3Aa基因在转入白僵菌后得到了表达,使得工程菌对松毛虫和玉米螟的毒力明显增强。