苏云金芽孢杆菌Cry1A.301-Vip3A融合杀虫蛋白原核表达及生物活性分析

杨小艳; 韩垚; 吴红; 雷开荣; 谢树章; 《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：【目的】对苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）的杀虫蛋白基因（Cry1A.301和Vip3A）进行原核融合表达及生物活性分析，为玉米抗虫基因资源发掘和品种创制提供科学参考。【方法】利用连接肽构建不同杀虫机理的Cry1A.301和Vip3A融合基因，构建其原核表达载体，在大肠杆菌中进行诱导表达，对融合蛋白进行理化性质和结构域预测分析及定量检测，并采用人工饲料混合饲喂法测定融合蛋白对亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）、棉铃虫（Helicoverpaarmigera）和草地贪夜蛾（Spodopterafrugiperda）的杀虫活性。【结果】构建的融合基因基本骨架为5'-Cry1A.301-Vip3A-3'，中间由编码连接肽（8个氨基酸）的核苷酸序列（TCCACCTGCTCCACCTGCTCCACC）组装而成，经诱导表达形成融合蛋白Cry1A.301-Vip3A。该融合蛋白含有1409个氨基酸，分子量约为157 kD，为稳定的酸性蛋白，包含Cry1A.301和Vip3A蛋白家族的4个特征结构域。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中成功表达，且Cry1A.301和Vip3A蛋白的表达量无显著差异（P>0.05，下同）。饲喂Cry1A.301-Vip3A融合蛋白7 d后，亚洲玉米螟、草地贪夜蛾和棉铃虫幼虫校正死亡率达100.00%。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白与Cry1A.301蛋白对亚洲玉米螟的杀虫活性无显著差异，均显著高于Vip3A蛋白（P<0.05，下同）。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白、Vip3A蛋白和Cry1A.301蛋白对棉铃虫的杀虫活性无显著差异。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白和Vip3A蛋白对草地贪夜蛾的杀虫活性无显著差异，均显著高于Cry1A.301蛋白。【结论】原核表达的Cry1A.301-Vip3A融合蛋白结构稳定，对亚洲玉米螟、棉铃虫和草地贪夜蛾均具有较好的杀虫活性。

关键词： 苏云金芽孢杆菌(Bt) 融合蛋白 原核表达 生物活性