[go: up one dir, main page]

CN116497034A - 一种抗虫蛋白及其应用 - Google Patents

一种抗虫蛋白及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116497034A
CN116497034A CN202310039354.6A CN202310039354A CN116497034A CN 116497034 A CN116497034 A CN 116497034A CN 202310039354 A CN202310039354 A CN 202310039354A CN 116497034 A CN116497034 A CN 116497034A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insect
protein
resistant
plant
fbt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310039354.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116497034B (zh
Inventor
董珊珊
靳明辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Xianhu Botanical Garden Shenzhen Garden Research Center
Original Assignee
Shenzhen Xianhu Botanical Garden Shenzhen Garden Research Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Xianhu Botanical Garden Shenzhen Garden Research Center filed Critical Shenzhen Xianhu Botanical Garden Shenzhen Garden Research Center
Priority to CN202310039354.6A priority Critical patent/CN116497034B/zh
Publication of CN116497034A publication Critical patent/CN116497034A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116497034B publication Critical patent/CN116497034B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N65/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing material from algae, lichens, bryophyta, multi-cellular fungi or plants, or extracts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P7/00Arthropodicides
    • A01P7/04Insecticides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/185Escherichia
    • C12R2001/19Escherichia coli
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明公开一种抗虫蛋白及其应用。所述抗虫蛋白由植物抗虫基因FBT经原核表达合成,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,所述植物抗虫基因FBT来自苔藓植物。本发明还提供一种重组表达载体以及工程菌种,还提供抗虫蛋白、重组表达载体或工程菌种在提高植物在抵抗害虫危害方面的应用,还提供一种棉铃虫的试剂,包括如上述的抗虫蛋白。本发明通过进行昆虫毒理实验,证实了该抗虫蛋白的杀虫效果,利于开发新的抗虫植物,具有较强的可行性和应用前景。

Description

一种抗虫蛋白及其应用
技术领域
本发明涉及植物提取物领域,具体涉及一种抗虫蛋白及其应用。
背景技术
棉铃虫是一种严重危害农作物的常见害虫,其食性比较广,寄主植物可达200余种,不仅危害棉花,对其他常见作物,如玉米、小麦、高粱、豌豆、蚕豆、油菜、花生、番茄、辣椒、向日葵等都可进行危害。棉铃虫是棉花作物最常见且危害最严重的害虫,危害方式通常为幼虫钻蛀棉花的蕾、花、铃及取食嫩叶。花蕾被蛀食后,蕾苞叶张开变成黄褐色,2~3天后即脱落,导致不能授粉结铃。棉铃虫将青铃蛀食出孔洞,最终影响其生长并诱发病害造成僵瓣烂铃,叶片被咬出孔洞或缺刻。每只害虫在幼虫阶段一般取食蕾、花、铃10个左右,严重时可达18个,这严重影响着棉花的生长和产量。当前针对棉铃虫的防治方法有化学防治法和生物防治法,其中,化学防治法要抓住最佳的防治时期,最好是在卵或初孵幼虫盛期进行施药。可使用的药剂有氯虫苯甲酰胺、甲维盐、茚虫威、高效氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟啶脲、棉铃虫核型多角体病毒等。有些药剂可能存在抗性并对人体产生毒性。
生物防治法无需使用化学药剂,不会对人体产生毒性,其中Bt毒素是生物防治法中常用的一种毒蛋白,它是一种蛋白质,Bt是细菌Bacillus thuringiensis的缩写,毒蛋白是其产生的一种伴胞晶体,“毒”是指其对特定的物种有毒性,并非对所有的生物体都有毒性。Bt毒素是一种对棉铃虫具有显著活性的杀虫蛋白,对其他昆虫和环境非常安全。使用转BT基因的抗虫棉可有效控制棉铃虫的危害,从而达到防治棉铃虫的目的。Bt棉长出绿叶后,棉铃虫幼虫开始进攻。当它们吃嫩叶、蕾、花、铃,含有转基因的Bt毒素随之摄入,Bt毒素在幼虫中肠上皮细胞微绒毛上识别受体,并与一系列受体蛋白互作后在中肠细胞膜上形成通透性孔道,使中肠细胞破损、脱落,幼虫肠子彻底烂掉,直至停止取食并死亡。棉铃虫对付Bt蛋白的一种重要机制就是受体功能丧失,使Bt毒素穿孔效率下降或不能穿孔,导致Bt毒素丧失杀虫活性。Bt棉在我国的大面积种植,其整个生长发育期内都表达Bt毒素,且在我国的种植已超过10年。棉铃虫种群长时间大规模的处于Bt毒素筛选压力之下,对Bt毒素产生抗性的风险日益加大。近年来,田间棉铃虫对Bt杀虫蛋白抵抗能力逐渐增加。
苔藓植物是自然界的先锋植物,适应极端生存环境,具有极强的抗病,抗逆和抗虫作用,是有待开发的重要的基因宝库。细鳞苔科(Lejeuneaceae)是苔类植物门最大的科,全世界约有90个属,1000余种,是构成热带雨林和亚热带原始森林的主要苔藓植物。南亚瓦鳞苔(Trocholejeunea sandvicensis)是苔藓植物门苔纲细鳞苔科的一种植物,生长于树干上、阴土壁、光露岩面,全年均可采收,洗净,鲜用或晒干,除青海、新疆及甘肃外,我国其他省份均有分布。目前,关于苔藓植物中的抗虫基因以及其表达的蛋白在抵抗害虫危害的效果方面的研究还比较少见。鉴于近年来田间棉铃虫对Bt杀虫蛋白抵抗能力的逐渐增加,研究苔藓植物中的新的抗虫基因以及其表达的抗虫蛋白对于开发新的抗虫植物具有重要的实际意义和经济价值。
发明内容
本发明提供一种抗虫蛋白以及应用,利于开发新的抗虫植物。
第一方面,本发明提供一种抗虫蛋白,所述抗虫蛋白由植物抗虫基因FBT经原核表达合成,且所述植物抗虫基因FBT的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
第二方面,本发明还提供一种重组表达载体,通过连接上述的植物抗虫基因FBT和原核表达载体pET30a获得所述重组表达载体。
第三方面,本发明还提供一种工程菌种,所述工程菌种为利用上述的重组表达载体转化到大肠杆菌细胞获得质粒、利用所述质粒转化到大肠杆菌后阳性克隆的菌株。
第四方面,本发明还提供一种抗虫蛋白的制备方法,诱导上述的工程菌种蛋白表达并纯化回收,获得所述抗虫蛋白的溶液。
第五方面,本发明提供抗虫蛋白、重组表达载体或工程菌种在提高植物在抵抗害虫危害方面的应用。
第六方面,本发明还提供一种抗棉铃虫的试剂,包括如上述的抗虫蛋白。
本发明提供的抗虫蛋白由植物抗虫基因FBT编码合成,植物抗虫基因FBT选自苔藓植物中的南亚瓦鳞苔,团队通过在前期工作中测序了大量的苔藓植物全基因组数据,发现了一个从真菌水平转移而来的含有真菌子实体凝集素(FB_lectin)结构域的基因FBT,含有这个结构域的基因编码的蛋白通常具有杀虫的效果。本发明通过构建植物抗虫基因FBT的重组表达载体、工程菌种,并诱导工程菌种蛋白表达并纯化回收得抗虫蛋白的溶液,通过进行昆虫毒理实验,证实了该抗虫蛋白的杀虫效果,由于该抗虫蛋白来自于苔藓植物,属于真核表达系统,未来将该蛋白基因转到棉花或其他农作物中,开发新的抗虫植物,具有较强的可行性和应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为pET30a表达载体的多克隆位点图谱;
图2为实施例3中诱导组和未诱导组的菌液的SDS-PAGE检测结果图;
图3为实施例3中收集的洗脱液与空载的SDS-PAGE检测结果图;
图4为实施例3中收集的洗脱液的Western Blot鉴定结果图;
图5为实施例4中蛋白浓度定量测定的标准曲线;
图6为实施例5昆虫毒理实验的结果图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例及附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到,未详细描述的技术均按照本领域人员熟知的标准方法进行。本申请中提及的细胞株、试剂及载体等均有商品供应或以别的途径能为公众所得,它们仅作为举例,对本发明不是唯一的,可分别用其它适合的工具或生物材料来替代。
本发明实施例提供一种抗虫蛋白,所述抗虫蛋白由植物抗虫基因FBT编码合成,所述植物抗虫基因FBT的外显子区的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示:
FBT|Trocholejeunea_sandvicensis
ATGTCTTACACATTCAGGGTCCGCGTCTACCAGTCCGATACTTCCGTCTTCTTCTCCAATGTCGAGAGGGTCGTTTGGAACTACGCCAATGGCGGCACATGGATTGAGGACGCCGATCAGTACGTCCTGACGATAGGCGGTAGTGGTACCTCTGGAGCCCTCCGCTTCAAATCGGACACAGGCGAAGAAGCAATCTTTGTCTTCGGTATAGACGACTCCCAGCCCTGGATTGATCTCGTTCCTGATGCCCCCACCGGAGAGAGTACTGCTACGATCGTCATTTCTCAATACTATAATGATGGCTGGAGGCCGTTATCATCATTGGGTGAGGTGCTGCTGAAAGTCGCTCGCTGTCTGTTGGCTGGAGCAACATTGAACCAAAGATGCTGGCAGTTTCAAATGGAGCCCCCTTTAATGTTCTGTCTCGCTGCATCCTGA。
在研究工作中测序了大量的苔藓植物全基因组数据,在苔藓植物中发现了一个从真菌水平转移而来的含有真菌子实体凝集素(FB_lectin)结构域的基因FBT,含有这个结构域的基因编码的蛋白通常具有杀虫的效果。
具体的,所述植物抗虫基因FBT可从其基因组注释文件(未发表)中获悉其基因结构,之后从基因组比对文件中提取该基因片段对应的转录组reads比对文件,检查该基因的表达量,确认其正确的外显子区而获得。
其中,reads指读长,指的是测序仪单次测序所得到的碱基序列,也就是一连串的ATCGGGTA之类的,它不是基因组中的组成,不同的测序仪器,reads长度不一样,对整个基因组进行测序,就会产生成百上千万的reads。
可选的,所述植物抗虫基因FBT来自苔藓植物,具体的,来自细鳞苔科南亚瓦鳞苔,分布广泛,原料易得。
本发明实施例还提供一种重组表达载体,通过连接植物抗虫基因FBT和原核表达载体pET30a获得所述重组表达载体,可表达植物抗虫基因FBT,合成抗虫蛋白。
可理解地,原核表达载体pET30a是一种常用的融合蛋白类型原核高效表达载体,含有抗卡那霉素基因,表达由宿主细胞提供的T7RNA聚合酶诱导。卡那霉素是一种蛋白质生物合成抑制剂,通过与30S核糖体结合从而致使mRNA密码误读。若细菌中产生一种破坏卡那霉素的酶,则可变为抗性株。卡那霉素抗性的质粒经常被作为选择基因或标记基因用于分子克隆中。
可理解地,构建重组基因表达载体是目的基因与运载体结合的过程,也是基因工程的核心。构建重组表达载体使目的基因能在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。目的基因与运载体结合的过程实际上是不同来源的DNA重新组合的过程,如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端(部分限制性内切酶可切割出平末端,拥有相同效果)。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量DNA连接酶,催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组表达载体。本发明实施例通过连接植物抗虫基因FBT和原核表达载体pET30a获得表达植物抗虫基因FBT的重组表达载体。
可选的,所述重组表达载体通过酶切位点NdeI和XhoI连接所述植物抗虫基因FBT和所述原核表达载体pET30a。
可理解地,酶切位点(Restriction Enzyme cutting site)是DNA上一段碱基的特定序列,限制性内切酶能够识别出这个序列并在此将DNA序列切成两段。限制性核酸内切酶是可以识别并附着特定的核苷酸序列,并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶。限制性内切酶识别DNA序列中的回文序列,有些酶的切割位点在回文的一侧(如EcoR I、BamH I、Hind等),因而可形成粘性末端,另一些Ⅱ类酶如AluI、BsuR I、Bal I、HalⅢ、HPa I、Sma I等,切割位点在回文序列中间,形成平整末端。本发明实施例选择酶切位点NdeI和XhoI连接植物抗虫基因FBT和所述原核表达载体pET30a。
可选的,所述重组表达载体的C端连接His标签。
可理解地,His标签又叫6×His标签单抗,或6×His单克隆抗体,用小鼠制备,His可被镍柱吸附,用于纯化重组蛋白。His-tag(组氨酸标签)是在蛋白质的氨基端加上6~10个组氨酸,在一般或变性条件(如8M尿素)下可以和Ni2+、Co2+等过渡金属离子形成配位键而选择性地结合在金属离子上,这些金属离子能够用鳌合配体固定在层析介质上,因此带有His标签的蛋白在经过装配了金属离子的层析介质时可以选择性的结合在介质上,而其他的杂质蛋白则不能结合或仅能微弱结合。结合在介质上的His标签蛋白可以通过提高缓冲液中的咪唑浓度进行竞争性洗脱,从而得到较高纯度的His标签蛋白。用金属螯合亲合层析(IMAC)进行His标签蛋白纯化是目前原核蛋白表达纯化中最常用的方法。
本发明实施例还提供一种合成如上述的抗虫蛋白的工程菌种,所述工程菌种为利用所述重组表达载体转化到大肠杆菌细胞获得质粒、利用所述质粒转化到大肠杆菌后阳性克隆的菌株。
本发明实施例还提供一种抗虫蛋白的制备方法,诱导上述的工程菌种蛋白表达并纯化回收,获得所述抗虫蛋白的溶液。
具体的,所述诱导过程中使用的试剂为IPTG,IPTG一般指异丙基-β-D-硫代半乳糖苷,是一种有机物,化学式为C9H18O5S,是异乳糖模拟物,能够引起乳糖操纵子的转录过程,因此能够诱导乳糖操纵子下游基因对应蛋白的表达;所述纯化过程包括裂解细菌、磁珠结合目标蛋白(抗虫蛋白)以及目标蛋白的洗脱。
本发明实施例还提供抗虫蛋白、重组表达载体或工程菌种在提高植物在抵抗害虫危害方面的应用。
可选的,所述害虫为棉铃虫,棉铃虫是一种严重危害农作物的常见害虫,其食性比较广,寄主植物可达200余种;可选的,所述植物为棉花。
本发明实施例还提供一种抗棉铃虫的试剂,包括如上述的抗虫蛋白。
优选地,所述抗虫蛋白对棉铃虫的死亡剂量为0.47μg/mg体重±10%。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1构建重组表达载体
1.1获得目的基因
1.1.1从基因组注释文件中获得细鳞苔科南亚瓦鳞苔的FBT目标基因的DNA序列及其上下游1000bp;
1.1.2提取该片段对应的转录组reads比对文件,检查该基因的表达量,确认其正确的外显子区。
1.2载体构建
1.2.1根据FBT基因的外显子序列,委托广州艾基生物科技有限公司采用化学合成法将目的片段连接到pET30a表达载体,C端连接His标签,pET30a表达载体的多克隆位点图谱如图1所示,在NdeI和XhoI两个位点之间插入目的片段;
1.2.2载体合成后,委托广州艾基生物科技有限公司对合成的表达载体进行一代测序鉴定,保证目标序列的连接准确无误。
实施例2构建合成抗虫蛋白的工程菌种
2.1将实施例1合成好的重组表达载体转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株,涂布于LB+Kan+CHL平板(有Kan、CHL抗性的抗生素LB固体平板),37℃培养过夜;
2.2从过夜的平板上挑取表达His标签蛋白的单克隆,接种到3ml或10-20ml含卡那霉素(50mg/L)的LB培养液中,37℃培养过夜;
2.3按照1:20的比例取培养过夜的菌液,接种到预热至37℃并含适当抗卡那霉素(50mg/L)的LB培养液中;
2.3 37℃常规培养约30-60min或更长时间,至菌液的OD600达到0.6-1.0备用。
实施例3抗虫蛋白的诱导表达、纯化及回收
3.1蛋白诱导表达
3.1.1在实施例2中所得的菌液中加入IPTG至终浓度为1mM,37℃诱导表达2-4小时,设置未诱导组,IPTG的浓度为0mM,同样诱导温度与时间进行摇菌。
3.1.2收集菌液至离心管中,4℃4000g离心20分钟或4℃15000g离心1分钟,弃上清,收集沉淀;随后即可进入细菌裂解步骤,也可以在-20℃或-80℃冻存备用;冷冻保存的菌体使用前需置于冰上解冻15分钟。
3.2蛋白纯化
蛋白的纯化过程包括裂解细菌、磁珠结合目标蛋白以及目标蛋白的洗脱。
3.2.1裂解细菌
a离心收集3.1.2中的1ml菌液的细菌沉淀并弃上清,加入100μl裂解液,将细菌沉淀充分重悬于裂解液中,可进行轻微的vortex(尽量避免产生气泡);
b加入溶菌酶至1mg/ml并轻轻混匀,尽量避免产生气泡,冰水浴或冰上放置30min;
c轻轻vortex数下,以充分裂解细菌,尽量避免产生气泡;
d 4℃离心(15000g×10min),取10μl上清留样作后续检测用,收集余下上清至一新的洁净离心管中;
e将上清液与沉淀变性,取50μg变性蛋白使用SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳,polyacrylamide gel electrophoresis,简称PAGE,是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种常用电泳技术,用于分离蛋白质和寡核苷酸)鉴定蛋白表达的形式(蛋白Marker:thermo,26616),观察实验结果,若蛋白表达,上清液则继续后续步骤,如果蛋白在沉淀,需用8M尿素将蛋白变性溶解,再继续后续步骤。
3.2.2磁珠结合目标蛋白
a磁珠准备:将Ni NTA Magarose Beads充分混匀,使用移液器取2ml的磁珠悬浮液,置于离心管中,将离心管置于磁分离器上,待溶液变澄清后,用移液器吸弃清液;
b磁珠平衡:再将离心管从磁分离器上取下来,加入与悬浮液等体积的LysisBuffer,使用枪头反复吹打5-10次,将离心管置于磁分离器上,待溶液变澄清后,用移液器吸弃清液,重复洗涤2次;
c磁珠结合目的蛋白:将3.2.1中e步骤得到的上清液或加入8M尿素溶解沉淀后的溶解液加入到处理好的磁珠中,颠倒混匀;将离心管置于混合仪上,4℃孵育30min。
3.2.3目标蛋白的洗脱
a洗杂:将3.2.2中的c步骤中的离心管置于磁分离器,待溶液变澄清后,用移液器移出上清液,保留,以备取样检测;向离心管中加入2倍悬浮液体积的Wash Buffer,使用枪头反复吹打5-10次,将离心管置于磁分离器上,待溶液变澄清后,用移液器吸取上清液,保留,以备取样检测,重复上述步骤2次;
b洗脱目标蛋白:可以根据需要改变洗脱体积从而达到调整目标蛋白浓度的目的,建议将3-5倍磁珠体积的Elution Buffer(洗脱缓冲液)加入到离心管中,使用移液器轻轻吹打3-5次,混匀,将离心管置于磁分离器上,待溶液变澄清后,用移液器吸取上清液,即为目的蛋白组分。如有需要,可以重复上述步骤1次,以提高目的蛋白的回收量。
c磁珠后处理:向装有磁珠的离心管中加入1ml Elution Buffer,用移液器反复吹打3-5次,使磁珠充分悬浮,然后置于磁分离器,吸弃上清,重复该操作2次;再向该离心管中加入1ml去离子水,用移液器反复吹打3-5次,使磁珠充分悬浮,然后置于磁分离器,吸弃上清,重复该操作2次;最后,加入含20%乙醇的1×PBS,使总体积等于初始磁珠悬浮液的体积,保存于2-8℃保存。
实施例4目标蛋白的鉴定
4.1将实施例3中诱导组和未诱导组的菌液同时使用SDS-PAGE检测,考马斯亮蓝染色,上样量均为10μL,确认蛋白的表达与蛋白大小,结果如图2所示,其条带大小与目的蛋白预期大小符合。
4.2将实施例3中3.2.3的b步骤中收集的洗脱液与空载同时使用SDS-PAGE检测,考马斯亮蓝染色,上样量均为10μL,确认蛋白的表达与蛋白大小,结果如图3所示,其条带大小与目的蛋白预期大小符合。
4.3将实施例3中3.2.3的b步骤中收集的洗脱液使用Western Blot进行鉴定,上样量10uL,通过与抗体His标签抗体的结合情况,确认纯化的蛋白是否正确,大小是否符合预期,结果如图4所示,结果显示有目的蛋白表达,且大小符合预期。
4.4蛋白浓度测定:表达正确的蛋白进行BCA蛋白浓度测定,参照BCA蛋白定量试剂盒(sey0tin,STP214)操作说明书进行测定蛋白浓度,建立的标准曲线如图5所示,蛋白测定的结果如表1,从表中可知,目标蛋白的浓度为0.9054mg/mL。
表1目标蛋白测定结果
实施例5昆虫毒理实验
选取生长状态一致的棉铃虫3龄幼虫,采用饲料加毒的方法对1个对照组和5个处理组(每组42头虫)进行喂养,24小时后统计生长状态和死亡率,结果如图6所示。其中,对照组的饲料加的是等体积的PBS缓冲液,处理组的饲料加的是抗虫蛋白溶液,浓度分别为1μg/ml,2μg/ml,4μg/ml,8μg/ml,16μg/ml,上述各浓度下的抗虫蛋白溶液由实施例3获得的目标蛋白溶液根据实施例4中测得的浓度进行调整得到,虫子的平均体重是6.35mg。
从图6可知,本实验24小时后的对照组(上排)和处理组(下排)生长状态,FBT处理组棉铃虫已全部死亡;24小时后,对照组死亡2头虫,死亡率4.76%,处理组FBT浓度达到2μg/ml时,试虫死亡22头,处理组FBT浓度达到4μg/ml后,试虫死亡41头虫,得出FBT毒蛋白对棉铃虫的半数死亡浓度为2ug/ml,半数死亡剂量为0.23ug/mg体重;绝对死亡浓度是4ug/ml,绝对死亡剂量为0.47μg/mg体重。转Bt抗虫棉在我国已广泛用于棉铃虫的防控,田间抗性监测结果表明棉铃虫田间种群已有抗性产生,另外室内筛选的抗性品系对BT蛋白的抗性倍数高达6000倍,Bt蛋白对抗性棉铃虫的半数死亡浓度需要达到10ug/ml以上。昆虫毒理实验表明实施例3中获得的抗虫蛋白对棉铃虫的毒杀作用显著,由于该毒蛋白基因来自于苔藓植物,属于真核表达系统,未来将该蛋白基因转到棉花或其他植物中,做为Bt蛋白的补充或替代,开发新的抗虫植物,具有较强的可行性和应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗虫蛋白,其特征在于,所述抗虫蛋白由植物抗虫基因FBT经原核表达合成,且所述植物抗虫基因FBT的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.如权利要求1所述的抗虫蛋白,其特征在于,所述植物抗虫基因FBT来自苔藓植物。
3.一种重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体通过连接植物抗虫基因FBT和原核表达载体pET30a获得,其中所述植物抗虫基因FBT的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
4.如权利要求3所述的重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体通过酶切位点NdeI和XhoI连接所述植物抗虫基因FBT和所述原核表达载体pET30a获得。
5.一种合成如权利要求1-2任一所述的抗虫蛋白的工程菌种,其特征在于,所述工程菌种为利用如权利要求3所述的重组表达载体转化到大肠杆菌细胞获得质粒、利用所述质粒转化到大肠杆菌后阳性克隆的菌株。
6.一种抗虫蛋白的制备方法,其特征在于,包括:诱导如权利要求5所述的工程菌种蛋白表达并纯化回收,获得所述抗虫蛋白的溶液。
7.权利要求1所述的抗虫蛋白、权利要求3所述的重组表达载体或权利要求5所述的工程菌种用于植物抵抗棉铃虫危害方面的应用。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述植物为棉花。
9.一种抗棉铃虫的试剂,其特征在于,包括如权利要求1或2所述的抗虫蛋白。
10.如权利要求9所述的试剂,其特征在于,所述抗虫蛋白对棉铃虫的致死剂量为0.47μg/mg体重±10%。
CN202310039354.6A 2023-01-12 2023-01-12 一种抗虫蛋白及其应用 Active CN116497034B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310039354.6A CN116497034B (zh) 2023-01-12 2023-01-12 一种抗虫蛋白及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310039354.6A CN116497034B (zh) 2023-01-12 2023-01-12 一种抗虫蛋白及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116497034A true CN116497034A (zh) 2023-07-28
CN116497034B CN116497034B (zh) 2023-11-07

Family

ID=87315526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310039354.6A Active CN116497034B (zh) 2023-01-12 2023-01-12 一种抗虫蛋白及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116497034B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010873A (zh) * 2010-11-22 2011-04-13 河南省农业科学院 人工合成Bt抗虫基因Cry1Ab-t及其应用
CN104507502A (zh) * 2012-07-23 2015-04-08 国家科学研究中心 基于凝集素的递送系统
CN105331620A (zh) * 2015-11-04 2016-02-17 吉林省农业科学院 一种人工合成的BT抗虫基因FLAc及其应用
CN105753951A (zh) * 2016-05-18 2016-07-13 中国农业科学院生物技术研究所 一种Bt抗虫基因及其编码的蛋白质和应用
AU2015372456A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-13 Institute Of Cotton Research, Chinese Academy Of Agricultural Sciences Artificially synthesized insect-resistant protein, biological materials associated therewith, and use thereof
CN107075520A (zh) * 2014-07-03 2017-08-18 先锋海外公司 抗虫性能增强的植物和涉及昆虫抗性基因的构建体和方法
CN107663522A (zh) * 2016-07-26 2018-02-06 华中农业大学 一种利用二化螟小rna培育抗虫水稻的方法
CN114369605A (zh) * 2022-03-21 2022-04-19 深圳市仙湖植物园(深圳市园林研究中心) 植物抗病基因及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010873A (zh) * 2010-11-22 2011-04-13 河南省农业科学院 人工合成Bt抗虫基因Cry1Ab-t及其应用
CN104507502A (zh) * 2012-07-23 2015-04-08 国家科学研究中心 基于凝集素的递送系统
CN107075520A (zh) * 2014-07-03 2017-08-18 先锋海外公司 抗虫性能增强的植物和涉及昆虫抗性基因的构建体和方法
AU2015372456A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-13 Institute Of Cotton Research, Chinese Academy Of Agricultural Sciences Artificially synthesized insect-resistant protein, biological materials associated therewith, and use thereof
CN105331620A (zh) * 2015-11-04 2016-02-17 吉林省农业科学院 一种人工合成的BT抗虫基因FLAc及其应用
CN105753951A (zh) * 2016-05-18 2016-07-13 中国农业科学院生物技术研究所 一种Bt抗虫基因及其编码的蛋白质和应用
CN107663522A (zh) * 2016-07-26 2018-02-06 华中农业大学 一种利用二化螟小rna培育抗虫水稻的方法
CN114369605A (zh) * 2022-03-21 2022-04-19 深圳市仙湖植物园(深圳市园林研究中心) 植物抗病基因及其应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEIJING GAO ET AL,: "Epistasis confers resistance to Bt toxin Cry1Ac in the cotton bollworm", EVOLUTIONARY APPLICATIONS, vol. 11, pages 809 - 819 *
刘臣 等: "棉铃虫对不同Bt蛋白的抗性及交互抗性研究", 应用昆虫学报, vol. 55, no. 1, pages 55 - 60 *
张安红 等: "转新型抗虫基因Vip3A棉花新种质的创制", 西北植物学报, vol. 40, no. 8, pages 1287 - 1293 *
张少燕, 谢宝瑜: "转基因棉花Bt毒蛋白的表达及其生态学效应", 昆虫知识, no. 05, pages 328 - 335 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116497034B (zh) 2023-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jan et al. Expression of a synthesized gene encoding cationic peptide cecropin B in transgenic tomato plants protects against bacterial diseases
CZ143589A3 (cs) Způsob výroby v podstatě čisté chemicky regulovatelné DNA
CN102010873B (zh) 人工合成Bt抗虫基因Cry1Ab-t及其应用
UA126058C2 (uk) Інсектицидний ген і спосіб його застосування
WO2016184396A1 (zh) 杀虫蛋白的用途
CN102094030B (zh) 编码杀虫蛋白基因Cry1Ab-Ma、其表达载体及应用
CN114107344B (zh) 抗虫融合基因M2CryAb-VIP3A、其表达载体、产物及其应用
MX2014009113A (es) Composiciones citricas resistentes a patogeno, organismos, sistemas y metodos.
CN111647608A (zh) 抗虫基因VIP3m及其应用
CN108892721B (zh) 蝶蛹金小蜂毒液Kazal-type丝氨酸蛋白酶抑制剂PpSPI20蛋白及应用
CN104861074B (zh) 融合杀虫蛋白Cry1Am、其编码基因及应用
WO2016184397A1 (zh) 杀虫蛋白的用途
US6280722B1 (en) Antifungal Bacillus thuringiensis strains
US8916687B2 (en) Insecticidal protein, gene encoding the same and uses thereof
CN116497034B (zh) 一种抗虫蛋白及其应用
CN108913697B (zh) 拟环纹豹蛛b家族杀虫基因及其编码的成熟肽与应用
CN117510600A (zh) 一种杀虫蛋白的突变体及其应用
WO2016101684A1 (zh) 杀虫蛋白的用途
US8916688B2 (en) Insecticidal protein, gene encoding the same and uses thereof
JP4865749B2 (ja) 耐虫性タンパク質及び該耐虫性タンパク質をコードする耐虫性遺伝子
CN116178515A (zh) Glyma.19G262700蛋白质在培育抗大豆胞囊线虫植物中的应用
CN111560055B (zh) 水稻基因OsLAT3在调节敌草快的吸收累积中的应用
CN110396125B (zh) 拟南芥转录因子基因pif3在植物抗虫胁迫中的应用
CN108822210B (zh) 蝶蛹金小蜂毒液Kazal-type丝氨酸蛋白酶抑制剂PpSPI24蛋白及应用
CN111676233A (zh) 抗虫基因Cry1Ab-l及其编码蛋白与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant