Bt伴胞晶体蛋白Cry1Ia与Cry2Ab杀线虫协同增效作用机理研究

Plant-parasitic nematodes are important agricultural pests and often cause serious crop losses.The current control strategy depends largely on applications of nematicides. it is very important to develop and utilize environmentally friendly nematicides, because of serious environmental pollution and the safety of argricultural products.The parasporal crystal protein of Bacillus thuringiensis has nematicidal activity, but the effect is low for a single parasporal crystal protein and limits its application. The combination of different crystal proteins.can improve the nematicidal effect, expand the nematicidal spectrum, and delay the generation of resistance. Our previous studies have shown that Cry1Ia and Cry2Ab proteins have synergistic effect on plant nematode. .In this study, the project will study the proteins of nematode associated with synergistic effect and will explore the relationship between the proteins and Cry1Ia and Cry2Ab protein by BIAcore, Western blot and RNAi techniques in order to illustrate the molecular mechanism of synergism between Cry1Ia and Cry2Ab protein against plant-parasitic nematode. The results will be provide important theoretical information and develop new strategy for improving the activity of Cry protein and inhibiting the generation of drug resistance.

植物线虫病害是严重危害农业生产的重要病害，当前化学防治为其主要防控措施。然而化学杀线剂导致的严重环境污染和农产品质量安全等问题，迫切需要高效安全的生防产品来减少甚至替代化学药剂的使用。苏云金芽孢杆菌产生的伴胞晶体蛋白具有杀线虫活性，但单一蛋白因作用效果不理想而限制了其应用。不同晶体蛋白复配能提高杀虫效果、扩大杀虫谱，延缓害虫抗药性的产生。我们的前期研究表明，Bt伴胞晶体蛋白Cry1Ia与Cry2Ab对植物线虫具有显著的协同增效作用。. 本项目针对两种伴胞晶体蛋白间的协同增效现象，拟通过BIAcore、免疫印迹、RNAi等实验技术，开展协同增效作用相关互作蛋白的筛选与验证，明确Cry1Ia和Cry2Ab复配蛋白在靶标线虫体内作用方式、结合位点及其结合动力学，从而阐明其对植物线虫协同增效作用的分子机制。为研发新型高效杀线虫生防产品，延缓线虫抗药性的产生提供理论依据。

植物线虫病害是严重危害农业生产的重要病害，苏云金芽孢杆菌产生的伴胞晶体蛋白具有杀线虫活性，但单一蛋白因作用效果不理想而限制了其应用。不同晶体蛋白复配能提高杀虫效果、扩大杀虫谱，延缓害虫抗药性的产生。. 本项目拟针对筛选获得的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白Cry1Ia和Cry2Ab生防因子，开展两种蛋白复配杀线虫协同增效作用研究，明确其最佳配比，并阐明其对植物线虫协同增效作用的分子机制。. 通过室内生测，开展了Cry1Ia与Cry2Ab晶体蛋白单剂以及复配制剂对南方根结线虫J2等的作用活性测定，表明Cry1Ia与Cry2Ab以2:1比例进行复配，能显著提高对植物寄生线虫致死率，具有协同增效作用，研究了Cry1Ia蛋白与Cry2Ab蛋白复配对线虫致病力的影响，表明高浓度Cry1Ia蛋白处理线虫，能显著影响线虫的致病力，而Cry2Ab蛋白在低浓度处理下可显著降低线虫对番茄的侵染能力。开展了转cry1Ia与cry2Ab双基因番茄对南方根结线虫抗性研究，研究结果表明转cry1Ia与cry2Ab双基因对南方根结线虫具有明显的抗性，与转空载体相比，其对南方根结线虫的防控效果达到71.28%。将荧光素标记的蛋白处理线虫，激光共聚焦显微观察表明2种蛋白通过口针进入线虫体内，都聚集在线虫肠道内。免疫印迹分析结果显示，2种蛋白在体内、外没有发生交联，但蛋白进入线虫体内后均经过剪切，蛋白条带变小。酵母双杂和Pull-Down技术筛选出与Cry1Ia蛋白的互作蛋白，经测序与蛋白预测，显示该蛋白为泛素类蛋白。结合转录组数据分析结果，表明互作蛋白参与线虫体内泛素化代谢途径。因此，推测Cry1Ia杀线虫作用可能与泛素化途径相关。. 研究结果对提高Cry蛋白杀线虫作用活性提供科学依据，为Cry蛋白杀线虫制剂的开发应用提供技术指导。