利用蛋白质组学技术研究苏云金杆菌晶体蛋白Cry6Aa2对线虫的作用

【摘要】苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis)是一种革兰氏阳性菌,能产生多种杀虫毒素,其在芽胞形成期产生的晶体蛋白对昆虫的毒力作用被广泛研究,已经被用作防治害虫的生物防治制剂。Cry6Aa2晶体蛋白是苏云金芽胞杆菌产生的一种对线虫具有多种毒力作用的伴胞晶体蛋白,已经有研究报道Cry6Aa2对根结线虫和秀丽小杆线虫都有强毒力作用,其对根结线虫具有强致死作用,对秀丽小杆线虫除了有致死活性外,还能显著抑制其产卵、生长,并导致其运动能力降低。同时当秀丽小杆线虫受到Cry6Aa2攻击时会采取减少摄食、逃逸等方式来逃避毒素的攻击,从而达到保护自己的目的。但是,Cry6Aa2对根结线虫的毒力作用主要包括哪些方面及线虫对Cry6Aa2的防御机制并不清楚。本论文就是针对以上问题检测Cry6Aa2对根结线虫的毒力作用及利用蛋白质组学技术初步研究Cry6Aa2对线虫的作用机制和线虫对Cry6Aa2的防御机制。本文首先用Cry6Aa2对南方根结线虫(Meloidodynidaeincognita)进行了致死、孵化、运动及感染等实验,证明Cry6Aa2对南方根结线虫有致死、抑制孵化、抑制线虫运动等多种活性,能阻断根结线虫生活史的多个环节达到防治线虫的效果,存在开发成生物杀线虫剂的潜力。其次,本文利用蛋白质组学技术对Cry6Aa2在对秀丽小杆线虫的作用机制及秀丽小杆线虫防御毒素蛋白中的机制进行了初步的探讨。利用蛋白质组学技术,鉴定出了喂食Cry6Aa2毒素菌的秀丽小杆线虫蛋白质组与对照蛋白质组的10种差异表达蛋白,然后运用qRT-PCR技术鉴定了10种差异蛋白及3种相关蛋白在转录水平上的变化与蛋白表达的相关性,同时还利用突变体秀丽小杆线虫验证了其中3种差异蛋白在Cry6Aa2作用秀丽小杆线虫中所起到的作用。最后的结果显示线虫在防御Cry6Aa2毒素的过程中,产生了热休克应激蛋白,包括HSP-12.2、HSP-6、HSP-25;DIM-1在线虫防御Cry6Aa2中也能起着重要作用；并且,一些与能量相关的途径,如柠檬酸循环,电子传递等途径在线虫防御Cry6Aa2的过程中也出现相应的变化为线虫提供足够的能量。同时,结果显示Cry6Aa2能够刺激DAF-2的上调,抑制DAF-16,因此可能缩短线虫的寿命。本论文首先初步对确定了Cry6Aa2对根结线虫的多种毒力作用,证明Cry6Aa2对根结线虫具有很好的防治效果,但是还需要将Cry6Aa2用于盆栽实验和田间实验,去验证其在盆栽实验和田间实验的效果。其次,该论文初步探索了Cry6Aa2与线虫之间的相互作用,在以后的研究中我们需要对以下几个方面进行深入的探讨：(1)与能量相关的酶及其所在的途径在线虫防御Cry6Aa2毒素时的具体作用过程；(2)DIM-1如何发挥防御Cry6Aa2毒素的作用；(3)Cry6Aa2如何影响线虫寿命。
【作者】熊静；
【导师】余子全；
【作者基本信息】湖南师范大学，微生物学，2014，硕士
【关键词】蛋白质组学技术；苏云金芽胞杆菌；Cry6Aa2；根结线虫；秀丽小杆线虫；

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