新型转录因子CpcR调控的非芽胞杀虫蛋白表达系统的建立及应用
批准号:
32072499
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
彭琦
依托单位:
学科分类:
植物保护新技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
彭琦
中文摘要
苏云金芽胞杆菌作为一种对人畜安全无毒、不污染环境且高效的微生物杀虫剂,在我国生物防治领域占有极其重要地位。针对苏云金芽胞杆菌制剂在田间应用易失活的问题,构建杀虫晶体蛋白高效表达的工程菌和延长持效期的工程菌是非常有效的遗传改良途径。本项目从苏云金芽胞杆菌制剂应用面临的实际问题出发,以具有独特分化表型的Bt LM1212菌株为切入点,明确其转录因子CpcR调控基因表达的模式,构建无芽胞杀虫蛋白表达新体系,为苏云金芽胞杆菌制剂的遗传改良提供新途径。2019年草地贪夜蛾入侵我国并完成了定殖过程,2020年将进入暴发危害阶段。为了遏制草地贪夜蛾对农业生产造成的严重危害,以无芽胞杀虫蛋白表达新体系为基础,进一步构建防治草地贪夜蛾的高毒力Bt菌株,为草地贪夜蛾的绿色与可持续治理奠定基础。
英文摘要
Bacillus thuringiensis, as a kind of safe, non-toxic, non-polluting and efficient microbial insecticide, plays an important role in the field of biological control in China. To solve the problem of inactivation of B. thuringiensis preparations in field application, the construction of engineered bacteria with high expression of insecticidal crystal proteins and prolonged duration of the engineered bacteria is a very effective way of genetic improvement. Starting from the practical problems faced by the application of B. thuringiensis preparations, this project took Bt LM1212 strain with unique differentiation phenotype as the entry point, clarified the expression mode of its transcription factor CpcR, constructed a new system for the insecticidal crystal proteins expression in the non-sporulating cells, and provided a new way for the genetic improvement of B. thuringiensis preparations. In 2019, Spodoptera frugiperda invaded China and completed the colonization process. In 2020, it will enter the outbreak hazard stage. In order to control the serious harm caused to agricultural production by Spodoptera frugiperda, a Bt strain with high virulence was further constructed to prevent and control S. frugiperda on the basis of the new system of non-sporulating insecticidal protein expression, so as to lay a foundation for the green and sustainable management of S. frugiperda.
苏云金芽胞杆菌作为一种对人畜安全无毒、不污染环境且高效的微生物杀虫剂,在我国生物防治领域占有极其重要地位。针对苏云金芽胞杆菌制剂在田间应用易失活的问题,构建杀虫晶体蛋白高效表达的工程菌和延长持效期的工程菌是非常有效的遗传改良途径。本项目从苏云金芽胞杆菌制剂应用面临的实际问题出发,以具有独特分化表型的Bt LM1212菌株为切入点,明确了转录因子CpcR调控基因表达的模式,发现CpcR第53位天冬氨酸残基的磷酸化对其发挥正常的生理功能至关重要;明确了CpcR调控7个cry基因/操纵子的启动子活性,其中P7和P8启动子活性最高;揭示了CpcR在不对称分隔的形成前抑制芽胞形成,CpcR通过调节spo0E1的表达影响芽胞细胞的产量。通过比较基因组、同源重组等方法,以LM1212-DB菌株为基础,获得了P1、P8操纵子缺失的突变株LM1212-DBΔP1ΔP8,在该菌株中成功表达了外源Cry蛋白,为苏云金芽胞杆菌制剂的遗传改良提供新途径。利用转录因子CpcR和转录活性较高的P7和P8启动子,在HD73-菌株中构建了非芽胞杀虫蛋白表达体系,并在该体系中成功表达了对草地贪夜蛾具有较好杀虫活性的Vip3Aa蛋白。这个新型的杀虫蛋白表达体系具有高效表达杀虫蛋白的潜力,同时突破了杀虫蛋白的产生必须依赖芽胞形成的限制,具有优良的应用前景。为草地贪夜蛾的绿色与可持续治理奠定基础。
Sigma54因子在死亡虫体中调控Bt芽胞形成的分子机制
-
批准号:31772243
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:彭琦
-
依托单位:
蜡样芽胞杆菌五组份磷酸糖信号传导途径的研究
-
批准号:31300085
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:23.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:彭琦
-
依托单位:
国内基金
海外基金