微生物源杀虫蛋白的多样性分析

宋 佳，闫 雪，夏丽媛，孙为伟，孙 博，范 寰，王文杰，赵 晨✉

（1. 国家粮食和物资储备局科学研究院，北京 100037；2. 新希望六和股份有限公司/农业农村部饲料及畜禽产品质量安全控制重点实验室，四川 成都 610023；3. 天津市畜牧兽医研究所，天津 300381）

杀虫蛋白，是一类具有杀虫效果的蛋白质类物质。首次确定杀虫蛋白是在1953 年，Hannay 等通过研究发现，促使苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）发挥杀虫作用的物质主要是其产生的伴胞晶体，且证实这种伴胞晶体的本质就是蛋白质，由此杀虫蛋白走进公众视野。随着分子生物学的不断发展，1981 年，Schnepf 和Whiteley成功分离得到第一个来自于Bt 的杀虫蛋白基因cry，开创了杀虫蛋白在分子水平研究的新纪元。此后，越来越多的杀虫蛋白基因被挖掘，植物、动物、微生物中均被证实有杀虫蛋白的存在，其中微生物源杀虫蛋白种类最多，研究更深入[1]。本文对近年来发现的微生物源杀虫蛋白及其靶标昆虫和作用方式等信息进行汇总（表1），为后续相关研究提供便利。

表1 杀虫蛋白信息汇总表Table 1 Summary of insecticidal proteins

1 微生物源杀虫蛋白

1.1 芽孢杆菌科（Bacillaceae）/类芽孢杆菌科（Paenibacillaceae）

芽孢杆菌，是一类能产生抗力内生孢子的革兰氏阳性菌。目前，来源于芽孢杆菌属的苏云金芽孢杆菌是农业生产中应用最广的微生物制剂，很多来源于Bt 的杀虫蛋白基因也已经被成功商业化应用[2]。Bt 杀虫蛋白分为杀虫晶体蛋白（insecticidal crystal proteins，ICPs）、营养期杀虫蛋白（vegetative insecticidal proteins，VIPs）和分泌型杀虫蛋白（secreted insecticidal protein，SIPs）。其中ICPs 是在释放芽孢时形成的，分为Cry 和Cyt 两类，对鳞翅目（Lepidoptera）、鞘翅目（Coleoptera）、双翅目（Diptera）、膜翅目（Hymenoptera）、同翅目（Homoptera）、直翅目（Orthoptera）、线虫（Nematode）及螨类（Mite）等都具有特异的杀虫活性[3-7]。……