專利名稱:殺蟲蛋白的制作方法
相關申請的相互參考本申請是1999年8月20日提交的美國流水號09/378,088的部分延續中請。
背景技術:
鞘翅目是一類重要的農業害蟲,每年都引起嚴重的作物損失。鞘翅目昆蟲的例子有玉米根蟲和苜蓿象鼻蟲(alfalfa weevil)。
苜蓿象鼻蟲—紫苜蓿葉象(Hypera postica)及其近親埃及苜蓿葉象(Hypera brunneipennis)是在美國種植的苜蓿的最重要的昆蟲害蟲,1984年有290萬英畝遭到感染。每年花費合計2千萬美元用于控制這些害蟲。埃及苜蓿葉象是美國西南部的主要種類,它在炎熱的夏天在此夏蟄(即夏眠)。在所有其它方面,它與在美國其它地區占優勢的苜蓿象鼻蟲是一樣的。
幼蟲階段是象鼻蟲生活史中最具破壞性的階段。通過取食苜蓿的生長芽尖,幼蟲引起葉片的骨骼化、矮化、降低植物生長、并最終降低產量。嚴重的感染可以毀滅整個苜蓿條。同樣取食葉片的成蟲引起額外的、但是較小的損傷。
每年美國有大約1千萬英畝的玉米感染玉米根蟲物種復合體。玉米根蟲物種包括北方玉米根蟲—長角葉甲(Diabrotica barberi)、南方玉米根蟲—黃瓜十一星葉甲(D.undecimpunctata howardi)、和西方玉米根蟲—玉米幼芽根葉甲(D.virgifera virgifera)。這些葉甲物種居于土壤中的幼蟲取食玉米的根,引起倒伏。倒伏最終降低了玉米產量,并常常導致植株的死亡。成年甲蟲通過取食玉米穗絲降低了授粉,并由此對玉米單株產量產生不利影響。另外,葉甲屬的成蟲和幼蟲還攻擊葫蘆類農作物(黃瓜、甜瓜、南瓜等等)、和商業性生產的許多蔬菜和田間農作物,以及家園種植物。
已通過諸如輪作和高水平氮的應用等刺激不定根系生長的耕作方法,部分致力于對玉米根蟲的控制。然而,化學殺蟲劑嚴重依賴于確保實現期望的控制水平,殺蟲劑結合或摻入到土壤中。使用一些化學殺蟲劑的相關問題是環境污染和處理的昆蟲種群中的抗性發展。
土壤微生物蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis,B.t.),是一種形成芽孢的革蘭氏陽性細菌,其特征為含有伴孢晶體蛋白質內含物,在顯微鏡下表現為獨特形狀的晶體。B.t.的某些菌株產生對特定目的害蟲有毒的蛋白質。已經分離得到某些B.t.毒素基因,并進行了測序,而且已經生產了基于重組DNA的B.t.產品并批準使用。另外,通過基因工程技術,正在發展將這些B.t.內毒素投遞到農業環境中的新方法,包括用內毒素基因將植物經基因工程改造成具有昆蟲抗性的應用,和將穩定的完整微生物細胞作為B.t.內毒素投遞載體的應用(F.H.Gaertner和L.KimTIBTECH 6S4-S7)。由此,分離的B.t.內毒素基因日益具有商業價值。
B.t.殺蟲劑的商業性使用最初被限制于小范圍的鱗翅目(毛蟲)害蟲。蘇云金芽孢桿菌庫爾斯塔克亞種(B.thuringiensis subsp.kurstaki)的芽孢和晶體制備物,作為針對鱗翅目害蟲的商業性殺蟲劑,已經使用了許多年。例如,蘇云金芽孢桿菌庫爾斯塔克HD-1變種(B.thuringiensis var.kurstaki HD-1)可產生對許多鱗翅目昆蟲的幼蟲有毒的結晶狀δ-內毒素。
在最近幾年中,然而,研究人員已經發現了對更廣范圍的害蟲具有特異性的B.t.殺蟲劑。例如其它B.t.物種即以色列亞種和粉菌變種(a.k.a.B.t.M-7,a.k.a.B.t.san diego),已經分別商業性應用于控制雙翅目和鞘翅目昆蟲(F.H.Gaertner“殺蟲蛋白的細胞投遞系統活的和死的微生物”,《農作物保護劑的受控投遞》,R.M.Wilkins編,Taylor and Francis,紐約和倫敦,第245-255頁,1990)。還可以參閱T.L.Couch(1980)“蘇云金芽孢桿菌以色列變種的蚊子致病性”,工業微生物學的發展(Developments inIndustrial Microbiology),2261-76;C.C.Beegle(1978)“蟲生細菌在農業生態系統中的應用”,工業微生物學的發展,2097-104;A.Krieg、A.M.Huger、G.A.Langenbruch、W.Wchnetter(1983)Z.ang.Ent.96500-508描述了據報導對兩種鞘翅目甲蟲(Colorado potato beetle,馬鈴薯葉甲[Lepinotarsa decemlineata]和藍毛臀螢葉甲[Agelastica alni])有活性的蘇云金芽孢桿菌粉菌變種(Bacillus thuringiensis var.tenebrionis)。
最近,已經鑒定了B.t.新亞種,而且已經分離得到了負責有活性的δ-內毒素蛋白質的基因(H.Hfte,H.R.Whiteley微生物學回顧(Microbiological Reviews)52(2)242-255)。Hfte和Whiteley將B.t.晶體蛋白質基因分成四個主要種類CryI(鱗翅目特異的)、CryII(鱗翅目和雙翅目特異的)、CryIII(鞘翅目特異的)、和CryIV(雙翅目特異的)。已經報道發現了對其它害蟲有特異毒性的株系(J.S.Feitelson、J.Payne、和L.Kim生物技術(Bio/Technology)10271-275)。
Hfte和Whiteley對晶體蛋白質的1989年命名和分類方案,是基于推導的氨基酸序列和毒素的宿主范圍。該方案覆蓋了14種不同類型的毒素基因,分成五個主要種類。隨著更多的毒素基因被發現,發現有類似序列的基因卻具有明顯不同的殺蟲特異性,因此該方案逐漸變得不適用。已有人提出一種改進的基于氨基酸同一性的命名方案(Crickmore等人無脊椎動物病理學會,第29屆年會,第3次國際蘇云金芽孢桿菌研討會,University of Cordoba,西班牙,9月1-6日,摘要)。除了cytA和cytB(仍作為單獨的一類)外,所有毒素基因都保留了助記符“cry”。第一級的羅馬數字換成了阿拉伯數字,去掉了第三級中的括號。目前的界線表示大約95%(第三級)、75%(第二級)、和48%(第一級)的序列同一性。除了提到的例外情況,許多原始名字得到了保留,但有些被重新分類。還可以參閱N.Crickmore、D.R.Zeigler、J.Feitelson、E.Schnepf、J.Van Rie、D.Lereclus、.J.Baum、和D.H.Dean(1998)“蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白質命名法修改”,微生物學及分子生物學回顧(Microbiology and Molecular Biology Reviews)第62卷807-813;和Crickmore、Zeigler、Feitelson、Schnepf、Van Rie、Lereclus、Baum、和Dean,“蘇云金芽孢桿菌毒素命名法”(1999)http//www.biols.susx.ac.uk/home/Neil_Crickmore/Bt/index.html。該系統使用免費的軟件程序CLUSTAL W和PHYLIP。PHYLIP程序包中的NEIGHBOR應用程序采用算術均值(UPGMA)算法。
在已發表的文獻中,描述了B.t.晶體蛋白質基因在大腸桿菌中的克隆和表達(H.E.Schnepf、H.R.Whiteley美國國家科學院進展(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)782893-2897)。美國專利4,448,885和美國專利4,467,036都公開了B.t.晶體蛋白質基因在E.coli中的表達。
美國專利4,797,276和4,853,331公開了可以在多種環境中用于控制鞘翅目害蟲的蘇云金芽孢桿菌粉菌變種(a.k.a.M-7,a.k.a.B.t.san diego)。美國專利4,918,006公開了具有針對雙翅目的活性的B.t.毒素。美國專利4,849,217公開了具有針對苜蓿象鼻蟲的活性的B.t.隔離群。美國專利5,208,077公開了具有針對鞘翅目的活性的B.t.隔離群。美國專利5,643,987公開了具有針對玉米根蟲的活性、來自PS80JJ1的130kDa毒素。與本發明相關的WO 94/40162描述了對玉米根蟲有毒的蛋白質新種類。美國專利5,151,363和4,948,734公開了具有針對線蟲的活性的某些B.t.隔離群。
美國專利6,083,499和WO 97/40162公開了“二元毒素”。本發明與球形芽孢桿菌(Bacilius sphaericus)產生的殺蚊毒素是截然不同的。參閱EP 454 485;Davidson等人(1990)“球形芽孢桿菌的殺蚊子幼蟲蛋白質的相互作用”,加拿大微生物學雜志(Can.J.Microbiol.)36(12)870-878;Baumann等人(1988)“編碼球形芽孢桿菌2362和2297的51.4和41.9kDa蛋白質的殺蚊毒素基因的序列分析”,細菌學雜志(J.Bacteriol.)1702045-2050;Oei等人(1992)“經純化的球形芽孢桿菌二元毒素及其刪除衍生物與致倦庫蚊(Culex quinquefasciatus)腸道的結合功能性結合結構域的說明”,普通微生物學雜志(Journal of General Microbiology)138(7)1515-1526。
發明概述本發明涉及用于控制非哺乳動物害蟲的新的物質和方法。在優選的實施方案中,本發明提供了用于控制鞘翅目(coleopteran)害蟲的物質和方法。在更優選的實施方案中,此處所述的物質和方法被用于控制玉米根蟲,最優選玉米幼芽根葉甲。本發明的殺蟲蛋白還可以控制鱗翅目(lepidopteran)害蟲,包括歐洲玉米螟(European cornborer)和棉鈴蟲(Helicoverpa zea)。
本發明有利的提供了多核苷酸及其編碼的殺蟲蛋白。在優選的實施方案中,一種40-50kDa蛋白和一種10-15kDa蛋白是一起使用的,它們組合在一起具有殺蟲作用。由此,本發明的兩類蛋白質可以稱為“二元毒素”。如此處所用,術語“毒素”或“殺蟲蛋白”包括這兩類蛋白質任何一類。一起使用40-50kDa的蛋白質和10-15kDa的蛋白質是優選的,而非必須的。此處所述的一類多核苷酸序列編碼全長分子量為大約40-50kDa的蛋白質。在特殊的實施方案中,這些蛋白質的分子量為大約43-47kDa。本發明的第二類多核苷酸編碼大約10-15kDa的殺蟲蛋白。在特殊的實施方案中,這些蛋白質的分子量為大約13-14kDa。應當明確的是,這兩類毒素/基因都是本發明的一個方面。在特別優選的實施方案中,本發明的40-50kDa的蛋白質是與10-15kDa的蛋白質組合使用的。由此,本發明的蛋白質可以用于增加和/或促進其它蛋白質毒素的活性。
本發明包括了編碼所述40-50kDa或10-15kDa毒素的多核苷酸、編碼全長毒素保留了殺蟲活性(優選當組合使用時)的一部分或片段的多核苷酸、和同時編碼兩類毒素的多核苷酸。此處還公開了融合蛋白(40-50kDa蛋白和10-15kDa蛋白融合在一起)及其編碼多核苷酸的新的范例。
在一些實施方案中,根據本發明有用的B.t.毒素包括可以由此處公開的新的B.t.隔離群獲得的毒素。應當明確的是,例如當40-50kDa和10-15kDa毒素一起使用時,一種毒素可以由一種隔離群獲得,而另一種毒素可以由另一種隔離群獲得。
本發明還包括了例示性B.t.隔離群和毒素的變體的使用,這些變體具有與特定例示性B.t.隔離群和毒素基本相同的鞘翅目活性特性。這些隔離群變體包括例如突變體。產生突變體的方法在微生物學領域是眾所周知的。紫外線和化學誘變劑(諸如亞硝基胍)被廣泛用于此目的。
在優選的實施方案中,本發明涉及包含至少一種本發明的分離多核苷酸的植物或植物細胞。優選的,轉基因植物細胞在目的害蟲取食的組織中表達殺蟲蛋白。
或者,本發明的B.t.隔離群或表達此處所述毒素的重組微生物可以用于控制害蟲。在這方面,本發明包括了對基本完整的B.t.細胞和/或包含本發明表達毒素的重組細胞的處理,使得當基本完整的細胞被應用于目的害蟲的環境時其殺蟲活性得到延長。經處理細胞可以作為殺蟲毒素的保護層。
本發明的毒素是經目的昆蟲消化后影響昆蟲中腸細胞的口服毒劑。由此,目的害蟲例如通過取食表達毒素的重組宿主細胞,接觸了對害蟲有毒的本發明蛋白質。這導致對目的害蟲的控制。
附圖簡述
圖1顯示了3種例示性43-47kDa殺蟲蛋白,以及這些殺蟲毒素的共有序列。
圖2顯示了PS80JJ1的14和45kDa序列(SEQ ID NO31和10)的關系。
圖3顯示了實施例23的混和研究得到的LC50值的比較。
圖4顯示了51和42kDa的球形芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)毒素及基因和45kDa的149B1毒素及基因的蛋白質排列。
圖5顯示了51和42kDa的球形芽孢桿菌毒素及基因和45kDa的149B1毒素及基因的核苷酸序列排列。
序列簡述SEQ ID NO1是80JJ1的大約45kDa毒素的5個氨基酸的N末端序列。
SEQ ID NO2是80JJ1的大約45kDa毒素的25個氨基酸的N末端序列。
SEQ ID NO3是80JJ1的大約14kDa毒素的24個氨基酸的N末端序列。
SEQ ID NO4是149B1的大約47kDa毒素的N末端序列。
SEQ ID NO5是PS149B1經純化的大約14kDa蛋白質的50個氨基酸的N末端氨基酸序列。
SEQ ID NO6是167H2的大約47kDa毒素的N末端序列。
SEQ ID NO7是PS167H2經純化的大約14kDa蛋白質的25個氨基酸的N末端序列。
SEQ ID NO8是根據本發明使用的PS80JJ1的44.3kDa毒素編碼基因的寡核苷酸探針和PS149B1和PS167H2的正向引物。
SEQ ID NO9是根據本發明使用的PS149B1和PS167H2的反向引物。
SEQ ID NO10是大約45kDa的PS80JJ1毒素的編碼基因的核苷酸序列。
SEQ ID NO11是大約45kDa的PS80JJ1毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO12是大約44kDa的PS149B1毒素的編碼基因的部分核苷酸序列。
SEQ ID NO13是大約44kDa的PS149B1毒素的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO14是大約44kDa的PS167H2毒素的編碼基因的部分核苷酸序列。
SEQ ID NO15是大約44kDa的PS167H2毒素的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO16是根據本發明用于引物設計的肽序列。
SEQ ID NO17是根據本發明用于引物設計的肽序列。
SEQ ID NO18是根據本發明用于引物設計的肽序列。
SEQ ID NO19是根據本發明用于引物設計的肽序列。
SEQ ID NO20是對應于SEQ ID NO16的肽的核苷酸序列。
SEQ ID NO21是對應于SEQ ID NO17的肽的核苷酸序列。
SEQ ID NO22是對應于SEQ ID NO18的肽的核苷酸序列。
SEQ ID NO23是對應于SEQ ID NO19的肽的核苷酸序列。
SEQ ID NO24是基于SEQ ID NO22的反向互補鏈的反向引物。
SEQ ID NO25是基于SEQ ID NO23的反向互補鏈的反向引物。
SEQ ID NO26是基于PS80JJ1的44.3kDA毒素的正向引物。
SEQ ID NO27是基于PS80JJ1的44.3kDA毒素的反向引物。
SEQ ID NO28是根據本發明代表1類新毒素的一般性序列。
SEQ ID NO29是根據本發明使用的寡核苷酸探針。
SEQ ID NO30是包含14和45kDa的PS80JJ1毒素開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座的核苷酸序列。
SEQ ID NO31是PS80JJ1的14kDa毒素的開放閱讀框架的核苷酸序列。
SEQ ID NO32是PS80JJ1的14kDa毒素的推導氨基酸序列。
SEQ ID NO33是根據本發明使用的反向寡核苷酸引物。
SEQ ID NO34是包含14和44kDa的PS167H2毒素開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座的核苷酸序列。
SEQ ID NO35是大約14kDa的PS167H2毒素的編碼基因的核苷酸序列。
SEQ ID NO36是大約14kDa的PS167H2毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO37是大約44kDa的PS167H2毒素的編碼基因的核苷酸序列。
SEQ ID NO38是大約44kDa的PS167H2毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO39是包含14和44kDa的PS149B1毒素開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座的核苷酸序列。
SEQ ID NO40是大約14kDa的PS149B1毒素的編碼基因的核苷酸序列。
SEQ ID NO41是大約14kDa的PS149B1毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO42是大約44kDa的PS149B1毒素的編碼基因的核苷酸序列。
SEQ ID NO43是大約44kDa的PS149B1毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO44是經玉米優化的編碼80JJ1的大約14kDa毒素的基因序列。
SEQ ID NO45是經玉米優化的編碼80JJ1的大約44kDa毒素的基因序列。
SEQ ID NO46是在實施例15(見下文)中使用的反向引物的DNA序列。
SEQ ID NO47是正向引物(見實施例16)的DNA序列。
SEQ ID NO48是反向引物(見實施例16)的DNA序列。
SEQ ID NO49是正向引物(見實施例16)的DNA序列。
SEQ ID NO50是反向引物(見實施例16)的DNA序列。
SEQ ID NO51是來自PS131W2、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO52是PS131W2的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO53是來自PS131W2、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO54是PS131W2的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO55是來自PS158T3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO56是PS158T3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO57是來自PS158T3、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO58是PS158T3的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO59是來自PS158X10、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO60是PS158X10的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO61是來自PS185FF、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO62是PS185FF的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO63是來自PS185FF、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO64是PS185FF的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO65是來自PS185GG、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO66是PS185GG的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO67是來自PS185GG、編碼44kDa蛋白質的BNA序列。
SEQ ID NO68是PS185GG的44kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO69是來自PS185L12、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO70是PS185L12的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO71是來自PS185W3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO72是PS185W3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO73是來自PS186FF、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO74是PS186FF的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO75是來自PS187F3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO76是PS187F3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO77是來自PS187F3、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO78是PS187F3的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO79是來自PS187G1、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO80是PS187G1的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO81是來自PS187G1、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO82是PS187G1的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO83是來自PS187L14、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO84是PS187L14的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO85是來自PS187L14、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO86是PS187L14的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO87是來自PS187Y2、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO88是PS187Y2的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO89是來自PS187Y2、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO90是PS187Y2的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO91是來自PS201G、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO92是PS201G的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO93是來自PS201HH、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO94是PS201HH的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO95是來自PS201L3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO96是PS201L3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO97是來自PS204C3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO98是PS204C3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO99是來自PS204G4、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO100是PS204G4的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO101是來自PS204I11、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO102是PS204I11的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO103是來自PS204J7、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO104是PS204J7的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO105是來自PS236B6、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO106是PS236B6的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO107是來自PS242K10、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO108是PS242K10的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO109是來自PS242K10、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO110是PS242K10的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO111是來自PS246P42、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO112是PS246P42的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO113是來自PS69Q、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO114是PS69Q的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO115是來自PS69Q、編碼44kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO116是PS69Q的44kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO117是來自KB54、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO118是KB54的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO119是來自KR1209、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO120是KR1209的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO121是來自KR1369、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO122是KR1369的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO123是來自KR589、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO124是KR589的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO125是來自KR589、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO126是KR589的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO127是經優化用于在玉米(Zea mays)中表達的命名為149B1-15-PO的基因的多核苷酸序列。該基因編碼可從WO97/40162中公開的PS149B1中獲得的大約15kDa毒素。
SEQ ID NO128是經優化用于在玉米中表達的命名為149B1-45-PO的基因的多核苷酸序列。該基因編碼可從WO97/40162中公開的PS149B1中獲得的大約45kDa毒素。
SEQ ID NO129是經優化用于在玉米中表達的命名為80JJ11-15-PO7的基因的多核苷酸序列。該基因是編碼大約15kDa毒素的替代基因。
SEQ ID NO130是命名為80JJ11-15-PO7的基因編碼的毒素的氨基酸序列。
SEQ ID NO131是根據本發明(見實施例20)使用的寡核苷酸引物(15kfor1)。
SEQ ID NO132是根據本發明(見實施例20)使用的寡核苷酸引物(45krev6)。
SEQ ID NO133是來自PS201L3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO134是PS201L3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO135是來自PS201L3、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO136是PS201L3的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO137是來自PS187G1、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO138是PS187G1的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO139是來自PS187G1、編碼44kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO140是PS187G1的44kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO141是來自PS201HH2、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO142是PS201HH2的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO143是來自PS201HH2、編碼44kDa蛋白質的部分DNA序列。
SEQ ID NO144是PS201HH2的44kDa蛋白質的部分氨基酸序列。
SEQ ID NO145是來自KR1369、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO146是KR1369的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO147是來自KR1369、編碼44kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO148是KR1369的44kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO149是來自PS137A、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO150是PS137A的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO151是來自PS201V2、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO152是PS201V2的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO153是來自PS207C3、編碼14kDa蛋白質的DNA序列。
SEQ ID NO154是PS207C3的14kDa蛋白質的氨基酸序列。
SEQ ID NO155是根據本發明(見實施例22)使用的寡核苷酸引物(F1new)。
SEQ ID NO156是根據本發明(見實施例22)使用的寡核苷酸引物(R1new)。
SEQ ID NO157是根據本發明(見實施例22)使用的寡核苷酸引物(F2new)。
SEQ ID NO158是根據本發明(見實施例22)使用的寡核苷酸引物(R2new)。
SEQ ID NO159是大約58kDa的融合蛋白。
SEQ ID NO160是編碼SEQ ID NO159的蛋白質的融合基因。
SEQ ID NO161是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD5’。
SEQ ID NO162是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD3’rc。
SEQ ID NO163是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD5’01。
SEQ ID NO164是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD5’02。
SEQ ID NO165是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD3’03。
SEQ ID NO166是根據本發明(見實施例27)使用的引物45kD3’04。
發明詳述本發明涉及兩類新的多核苷酸序列以及這些多核苷酸序列編碼的新的殺蟲蛋白。在一個實施方案中,蛋白質的全長分子量為大約40-50kDa。在此處例示的特定實施方案中,這些蛋白質的分子量為大約43-47kDa。在第二個實施方案中,殺蟲蛋白的分子量為大約10-15kDa。在此處例示的特定實施方案中,這些蛋白質的分子量為大約13-14kDa。
在優選的實施方案中,40-50kDa蛋白和10-15kDa蛋白是一起使用的,它們組合在一起具有殺蟲作用。由此,本發明的兩類蛋白質可以稱為“二元毒素”。如此處所用,術語“毒素”包括這兩類殺蟲蛋白任何之一。本發明涉及編碼所述40-50kDa或10-15kDa毒素的多核苷酸、編碼全長毒素當組合使用時保留了殺蟲活性的部分或片段的多核苷酸、和同時編碼兩類毒素的多核苷酸。在優選的實施方案中,這些毒素對鞘翅目害蟲,更優選玉米根蟲,最優選玉米幼芽根葉甲有活性。鱗翅目害蟲也可以作為目標。
此處例示了某些特定毒素。對于具有已知氨基酸序列的毒素,分子量也是已知的。本領域技術人員可以理解,通過凝膠電泳測定的蛋白質表觀分子量有時并不是真正的分子量。因此,此處提及的例如45kDa蛋白或14kDa蛋白應當理解為指大致那么大的蛋白質,真正的分子量可以略有不同。
本發明不僅涉及編碼這些種類的毒素的多核苷酸,還涉及使用這些多核苷酸產生表達毒素的重組宿主。在其它方面,本發明涉及本發明的大約40-50kDa毒素和本發明的大約10-15kDa毒素的組合使用,以實現對害蟲的高效控制,包括諸如玉米根蟲等鞘翅目害蟲。例如,植物的根可以表達這兩類毒素。
由此,通過本領域技術人員已知的多種技術,可以使用本發明的隔離群、毒素、和基因實現對害蟲的控制。這些方法包括例如將B.t.隔離群應用于害蟲(或其區域)、將重組微生物應用于害蟲(或其區域)、和用編碼本發明殺蟲毒素的基因轉化植物。根據本發明使用的微生物可以是例如蘇云金芽孢桿菌、大腸桿菌、和/或假單胞菌。本領域技術人員可以通過標準技術產生重組宿主。此處公開了這些轉化必需的物質,或者本領域技術人員可以方便的獲得它們。本領域技術人員通過與此處提供的技術相結合的標準技術,還可以實現對昆蟲和諸如線蟲和螨蟲等其它害蟲的控制。
此處提供的毒素和多核苷酸序列新種類根據本發明由多個參數定義。此處描述的一個毒素決定性特征是殺蟲活性。在特定的實施方案中,這些毒素具有針對鞘翅目害蟲的活性。本發明還包括具有抗鱗翅目活性的毒素。本發明的毒素和基因還可以由它們的氨基酸序列和核苷酸序列進一步定義。每類新分子的序列可以由它們與某些例示性序列的相似性或同一性以及與某些例示性探針的雜交能力或由某些例示性引物擴增的能力進行鑒定或定義。此處提供的兩類毒素還可以根據它們與某些抗體的免疫反應性和它們與通式的一致性進行鑒定。
對于本領域技術人員清楚的是,編碼本發明殺蟲蛋白的基因可以通過多種方法獲得。此處例示的特定基因可以由保藏在此處所述培養物保藏中心的隔離群獲得。本發明的這些基因和毒素還可以例如通過使用基因合成儀進行合成構建。
SEQ ID NO11、43、和38提供了3種例示性45kDa毒素的序列。在優選的實施方案中,這類毒素的序列符合SEQ ID NO28所示的通用序列。在優選的實施方案中,這類毒素符合
圖1所示的共有序列。
通過此處提供的教學,本領域技術人員將容易的產生并使用此處所述多種毒素和多核苷酸序列的新種類。
根據本發明有用的微生物已經保存于農業研究機構專利培養物收藏中心(Agricultural Research Service Patent CultureCollection)(NRRL)的永久保藏中心,北方地區研究中心(NorthernRegional Research Center),北方大學街1815號(1815 NorthUniversity Street),Peoria,伊利諾斯61604美國。保藏菌株的培養物保藏編號如下
由于美國專利5,151,363和其它專利的發布,公眾可以獲得PS80JJ1隔離群。
本發明的其它方面涉及新的隔離群和可由這些隔離群獲得的毒素和基因。新的隔離群已經進行了保藏,并包括于上表中。這些隔離群已經進行了保藏,在該專利申請的待審期內,保證根據37 CFR 1.14和35 U.S.C.122.授權的專利和商標委員會所確定的人能獲取所述培養物。在提交了該申請的副本或其后續申請的國家中,可以按照該國專利法的要求提供所述保藏物。但是,應當明白保藏物的可獲得性并不構成對以侵犯由政府行為授予的專利權來實施本發明的許可。
此外,將按照微生物保藏的布達佩斯條約款項來保存和對公眾發放所述保藏培養物,即應小心儲存以保證其在最近一次要求重新提供保藏物樣品后至少5年內,以及任何情況中在保藏日后至少30年內或公開該培養物的專利授權后的有效期內存活并不被污染。由于保藏物狀況使得無法由保藏物提供樣品時,保藏者承擔替換保藏物的責任。公眾獲取所述培養物的所有限制在公開該培養物的專利被授權時去除。
下表提供了根據本發明有用的某些B.t.隔離群的特征。
表1.對鞘翅目有毒的B.t.菌株的描述培養物 晶體描述大致分子量(kDa) 血清型 NRRL保藏號 保藏日期PS80JJ1 多價吸附130、90、47、37、14 4a4b、sotto B-18679 90-7-17PS149B1 130、47、14 B-21553 96-3-28PS167H2 70、47、14B-23554 96-3-28本發明的其它隔離群還可以由毒素內容物的形狀和位置進行表征。毒素、基因、和探針本發明的多核苷酸可以用于形成完整“基因”,以在期望的宿主細胞中編碼蛋白質或肽。例如,本領域技術人員將容易看出,所附序列表中的一些多核苷酸沒有終止密碼子。同樣的,正如本領域已知的,本發明多核苷酸可以恰當的置于感興趣宿主中啟動子的控制之下。
正如技術人員容易想到的,DNA通常以雙鏈形式存在。在這種排列方式中,一條鏈與另一鏈互補,反之亦然。由于DNA在例如植物中進行復制,所以產生了另外的DNA互補鏈。在本領域內“編碼鏈”通常用來指可與反義鏈結合的鏈。mRNA由DNA的“反義”鏈轉錄得到。“有義”或“編碼”鏈含有一系列密碼子(密碼子是能三個一組的閱讀從而產生特定氨基酸的三個核苷酸),作為開放讀碼框(ORF)閱讀從而形成感興趣的蛋白質或肽。為了在體內表達蛋白質,通常DNA的一條鏈轉錄成mRNA的互補鏈,作為蛋白質的模板。由此,本發明包括使用所附序列表中的例示性多核苷酸和/或互補鏈。本發明包括與例示性DNA在功能上等同的RNA和PNA(肽核酸)。
使用例如寡核苷酸探針可以鑒定并獲得本發明的毒素和基因。這些探針是可檢測的核苷酸序列,如國際申請號WO 93/16094中所述,它們可以借助恰當的標記進行檢測,或制成本身熒光。探針(和本發明多核苷酸)可以是DNA、RNA、或PNA。除了腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、和尿嘧啶(U;用于RNA分子),本發明的合成探針(和多核苷酸)還可以含有次黃嘌呤(能夠與所有四種堿基配對的中性堿基;有時在合成探針中代替所有四種堿基混和物使用)。由此,當此處提及合成的、簡并的寡核苷酸,且一般性使用“h”時,“h”可以是G、A、T、C、或次黃嘌呤。此處使用的多義代碼與標準IUPAC的命名協定是一致的,例如,R表示A或G,Y表示C或T,等等。
正如本領域眾所周知的,如果探針分子和核酸樣品通過在兩種分子間形成強鍵而發生雜交,那么可以合理的假設探針和樣品具有實質性的同源性/相似性/同一性。優選的,雜交在嚴謹條件下通過本領域眾所周知的技術進行,例如G.H.Keller和M.M.Manak(1987)DNA探針(DNA Probes),Stockton出版社,紐約州紐約市,第169-170頁所述。例如,如此處所述,通過用2xSSC(標準檸檬酸鹽溶液)/0.1%SDS(十二烷基硫酸鈉)于室溫15分鐘進行第一次清洗,通常進行兩次清洗,可以實現高嚴謹條件。然后通過降低鹽濃度和/或升高溫度可以實現更高的嚴謹度。例如,上述清洗后再用0.1xSSC/0.1%SDS于室溫15分鐘進行兩次清洗,之后用0.1xSSC/0.1%SDS于55℃ 30分鐘進行后續清洗。本領域技術人員知道,這些溫度可以用于其它雜交和此處提出的清洗方案(例如SSPE可以作為鹽代替SSC)。通過向445ml水中加入50ml 20xSSC和5ml 10%SDS,可以制備2xSSC/0.1%SDS。通過混和NaCl(175.3g/0.15M)、檸檬酸鈉(88.2g/0.015M)、和1L水,并用10N NaOH調pH7.0,可以制備20xSSC。通過在50ml經高壓滅菌的水中溶解10g SDS、稀釋至100ml、并分裝,可以制備10%SDS。
探針的檢測提供了以已知方式測定是否發生雜交的方法。這種探針分析提供了用于鑒定本發明的毒素編碼基因的快速方法。根據本發明作為探針使用的核苷酸片段可以使用DNA合成儀和標準步驟進行合成。這些核苷酸序列還可以作為PCR引物用于擴增本發明基因。
分子的雜交特征可以用于定義本發明的多核苷酸。由此,本發明包括與此處例示的多核苷酸(諸如SEQ ID NO46-166中包括的DNA序列)可發生雜交的多核苷酸(和/或其互補鏈,優選其完全互補鏈)。
如此處所用,用于雜交的“嚴謹”條件指與當前申請人采用的條件實現相同或大致相同的雜交特異性程度的條件。具體而言,Southern印跡上固定的BNA與32P標記的基因特異性探針的雜交可以通過標準方法(T.Maniatis、E.F.Fritsch、J.Sambrook分子克隆實驗室手冊,冷泉港實驗室,冷泉港,紐約)進行。一般而言,可以在能夠檢測目標序列(例如與PS80JJ1毒素基因具有同源性)的嚴謹條件下進行雜交和隨后的洗滌。對于雙鏈DNA基因探針,可以在比DNA雜合體解鏈溫度(Tm)低20-25℃的溫度下、在6xSSC/5xDenhardt氏溶液/0.1%SDS/0.1mg/ml變性DNA中、過夜進行雜交。下面的公式描述了解鏈溫度(G.A.Beltz、K.A.Jacobs、T.H.Eickbush、P.T.Cherbas、和F.C.Kafatos酶學方法(Methods of Enzymology),R.Wu、L.Grossman、和K.Moldave[編]Academic出版社,紐約,100266-285)。
Tm(℃)=81.5℃+16.6Log[Na+]+0.41(%G+C)-0.61(%甲酰胺)-600/雙螺旋堿基對長度。
通常如下進行洗滌(1)在1xSSPE/0.1%SDS中于室溫15分鐘洗滌2次(低嚴謹度洗滌)。
(2)在0.2xSSPE/0.1%SDS中于Tm-20℃ 15分鐘洗滌1次(中等嚴謹洗滌)。
對于寡核苷酸探針,可以在比雜合體解鏈溫度(Tm)低10-20℃的溫度下、在6xSSPE/5xDenhardt氏溶液/0.1%SDS/0.1mg/ml變性DNA中、過夜進行雜交。由下面的公式確定寡核苷酸探針的TmTm(℃)=2(T/A堿基對數目)+4(G/C堿基對數目)(S.V.Suggs、T.Mivake、E.H.Kawashime、M.J.Johnson、K.Itakura、和R.B.WallaceICN-UCLA Symp.Dev.Biol.UsingPurified Genes,D.D.Brown[編],Academic出版社,紐約,23683-693)。
通常如下進行洗滌(1)在1xSSPE/0.1%SDS中于室溫15分鐘洗滌2次(低嚴謹度洗滌)。
(2)在1xSSPE/0.1%SDS中于雜交溫度15分鐘洗滌1次(中等嚴謹洗滌)。
可由隔離群PS149B1、PS167H2、和PS80JJ1獲得的毒素經定性分析,具有至少一項下列特征(本發明的新毒素可以用此處提出的這些和其它鑒定信息進行相似的定性分析)(a)所述毒素由在嚴謹條件下與選自下組的核苷酸序列可發生雜交的核苷酸序列編碼編碼SEQ ID NO2的DNA、編碼SEQ ID NO4的DNA、編碼SEQ ID NO6的DNA、SEQ ID NO8、SEQ ID NO10、編碼SEQ ID NO11的DNA、SEQ ID NO12、編碼SEQ ID NO13的DNA、SEQ ID NO14、編碼SEQ ID NO15的DNA、編碼SEQ ID NO16的DNA、編碼SEQ ID NO17的DNA、編碼SEQ ID NO18的DNA、編碼SEQ ID NO19的DNA、SEQ ID NO20、SEQ ID NO21、SEQ ID NO22、SEQ IDNO23、SEQ ID NO24、SEQ ID NO25、SEQ ID NO26、SEQ ID NO27、編碼SEQ ID NO28的殺蟲部分的DNA、SEQ ID NO37、編碼SEQID NO38的DNA、SEQ ID NO42、和編碼SEQ ID NO43的DNA;(b)所述毒素與針對選自下組的蘇云金芽孢桿菌隔離群的大約40-50kDa殺蟲毒素或其片段的抗體可發生免疫反應具有NRRLB-18679的鑒定特征的PS80JJ1、具有NRRL B-21553的鑒定特征的PS149B1、和具有NRRL B-21554的鑒定特征的PS167H2;
(c)所述毒素由核苷酸序列編碼,其中所述核苷酸序列的部分可以使用選自下組的引物對通過PCR進行擴增SEQ ID NO20和24產生大約495bp的片段、SEQ ID NO20和25產生大約594bp的片段、SEQ IDNO21和24產生大約471bp的片段、SEQ ID NO21和25產生大約580bp的片段;(d)所述毒素包含SEQ ID NO28所示氨基酸序列的殺蟲部分;(e)所述毒素包含與選自下組的氨基酸序列的殺蟲部分具有至少大約60%同源性的氨基酸序列SEQ ID NO11、SEQ ID NO13、SEQ ID NO15、SEQ ID NO38、和SEQ ID NO43;(f)所述毒素由在嚴謹條件下與選自下組的核苷酸序列可發生雜交的核苷酸序列編碼編碼SEQ ID NO3的DNA、編碼SEQ ID NO5的DNA、編碼SEQ ID NO7的DNA、編碼SEQ ID NO32的DNA、編碼SEQID NO36的DNA、和編碼SEQ ID NO41的DNA;(g)所述毒素與針對選自下組的蘇云金芽孢桿菌隔離群的大約10-15kDa殺蟲毒素或其片段的抗體可發生免疫反應具有NRRLB-18679的鑒定特征的PS80JJ1、具有NRRL B-21553的鑒定特征的PS149B1、和具有NRRL B-21554的鑒定特征的PS167H2;(h)所述毒素由其中部分核苷酸序列可以使用引物對SEQ ID NO29和33通過PCR進行擴增的核苷酸序列編碼;(i)所述毒素包含與選自下組的氨基酸序列具有至少大約60%同源性的氨基酸序列SEQ ID NO3、SEQ ID NO5、SEQ ID NO7、SEQ ID NO32的殺蟲部分、SEQ ID NO36的殺蟲部分、和SEQ ID NO41的殺蟲部分。基因和毒素的修飾根據本發明有用的基因和毒素不僅包括具體例示的全長序列,還包括這些序列的部分和/或片段(包括與全長分子相比其內部的和/或末端刪除),及其變體、突變體、嵌合體、和融合體。本發明的蛋白質可以包含取代氨基酸,只要它們保留了此處具體例示的蛋白質的特征性殺蟲活性即可。“變體”基因的核苷酸序列編碼與例示蛋白質相同的毒素或具有等同的殺蟲活性的毒素。如此處所用,術語“等同毒素”指具有與例示毒素相同或基本相同的、針對目的害蟲的生物學活性的毒素。如此處所用,“基本相同的”序列指包含不顯著影響殺蟲活性的氨基酸取代、刪除、添加、或插入的序列。此定義還包括保留了殺蟲活性的片段。保留了例示毒素的殺蟲活性的片段和等同物屬于本發明的范圍之內。
等同毒素和/或編碼這些等同毒素的基因可以使用此處提供的教學由野生型或重組B.t.隔離群和/或其它野生型或重組有機體衍生得到。
使用例如用于產生點突變的標準方法,可以容易的構建基因的變體。同樣的,例如美國專利5,605,793描述了通過隨機片段化后的DNA重新裝配產生額外的分子多樣性的方法。變體基因可以用于產生變體蛋白質;重組宿主可以用于產生變體蛋白質。使用商品化的外切核酸酶或內切核酸酶根據標準步驟可以產生全長基因的片段。例如,諸如Bal31等酶或定點誘變可以用于由這些基因的末端系統切除核苷酸。同樣的,編碼活性片段的基因可以使用多種限制酶獲得。蛋白酶可以用于直接獲得這些毒素的活性片段。
有大量的方法可以用于獲取本發明的殺蟲毒素。例如,針對此處公開并要求的殺蟲毒素的抗體可以用于由蛋白質混和物鑒定并分離其它毒素。具體而言,可以制備針對毒素中最保守且最獨特(與其它B.t.毒素相比)的部分的抗體。然后這些抗體可以通過免疫沉淀、酶聯免疫吸附實驗(ELISA)、或Western印漬,用于特異性鑒定具有特征性活性的等同毒素。使用標準步驟可以容易的制備針對此處公開的毒素、等同毒素、或這些毒素的片段的抗體。然后可以由微生物來源獲得編碼這些毒素的基因。
由于遺傳密碼的冗余性,多種不同的DNA序列可以編碼此處公開的氨基酸序列。產生這些編碼相同或基本相同毒素的替代DNA序列,完全屬于本領域技術人員的技術范圍之內。這些變體DNA序列屬于本發明的范圍之內。
此處例示了本發明的某些毒素。既然這些毒素僅僅是本發明毒素的例示,顯然本發明包括具有與例示毒素相同或相似殺蟲活性的變體或等同毒素(和編碼等同毒素的核苷酸序列)。等同毒素與例示毒素具有氨基酸相似性(和/或同源性)。氨基酸同一性通常高于60%,優選高于75%,更優選高于80%,甚至更優選高于90%,而且可以高于95%。本發明的優選多核苷酸和蛋白質還可以由更具體的同一性和/或相似性范圍定義。例如,與此處例示的序列相比,同一性和/或相似性可以是與本文例示序列相比為49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、或99%。除非特別說明,此處使用的兩種核酸的序列同一性和/或相似性百分數使用Karlin和Altschul(1990)美國國家科學院進展(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)872264-2268的算法,經Karlin和Altschul(1993)美國國家科學院進展(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)905873-5877修正,進行確定。這種算法摻入了Altschul等人(1990)分子生物學雜志(J.Mol.Biol.)215402-410的NBLAST和XBLAST程序。用NBLAST程序進行BLAST核苷酸搜索,評分=100,詞長=12,以獲得具有期望的序列同一性百分數的核苷酸序列。為了獲得用于比較目的的有缺口排列,如Altschul等人(1997)核酸研究(Nucl.Acids Res.)253389-3402中所述使用Gapped BLAST。當利用BLAST和GappedBLAST程序時,使用相應程序(NBLAST和XBLAST)的系統設定參數。參閱http//www.ncbi.nih.gov。評分還可以如上文背景部分所述使用Crickmore等人的方法和算法進行計算。
毒素中負責生物學活性或涉及最終負責生物學活性的三維構型確定的決定性區域中氨基酸同源性是最高的。在這個方面,如果某些氨基酸取代位于活性的非決定性區域,或者是不影響分子三維構型的保守氨基酸取代,那么這些取代是可接受的,并且是可預計的。例如,氨基酸可以屬于下列類型非極性;不帶電荷、極性;堿性;和酸性。只要取代不顯著改變化合物的生物學活性,則保守取代(即一種類型的氨基酸被同類的另一種氨基酸取代)屬于本發明的范圍之內。表2提供了屬于各類的氨基酸范例的表。
表2.氨基酸類型 氨基酸范例非極性 Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe、Trp不帶電荷、極性 Gly、Ser、Thr、Cys、Tyr、Asn、Gln酸性 Asp、Glu堿性 Lvs、Arg、His在某些情況中,也可以進行非保守取代。決定性因素是這些取代不能顯著影響毒素的生物學活性。
如此處所用,“分離的”多核苷酸和/或“純化的”毒素指這些分子不與天然狀況下相關的其它分子相關聯;這些術語包括在植物中的使用。由此,“分離的”和/或“純化的”意味著涉及此處所述的“人為操作”。
與本發明毒素功能等同的合成基因也可以用于轉化宿主。用于產生合成基因的方法可以在例如美國專利5,380,831中找到。轉基因宿主可以將本發明的毒素編碼基因導入廣泛的微生物或植物宿主。在優選的實施方案中,毒素基因的表達直接的或間接的導致殺蟲蛋白的細胞內產生和維持。當害蟲取食轉基因/重組/經轉化宿主細胞時,同時也就取食了毒素。這是引起害蟲與毒素接觸的優選方式。結果害蟲受到了控制(殺死或虛弱)。或者,合適的微生物宿主,如諸如熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)等假單胞菌,可以應用于害蟲地點,它們將在此增殖并被目的害蟲取食。可以在延長毒素活性和穩定細胞的條件下,對含有毒素基因的微生物進行處理。然后可以將保留了毒性活性的經處理細胞應用于目的害蟲的環境。
在優選的實施方案中,使用了重組植物細胞和植物。優選的植物(和植物細胞)是玉米和/或玉蜀黍。
當通過合適的載體將B.t.毒素基因導入微生物宿主,并將該宿主以活的狀態應用于環境時,應當使用某些宿主微生物。微生物宿主選自已知占據一種或多種感興趣農作物的“植物圈”(葉表、葉圈、根際、和/或根表)的類型。選擇這些微生物是為了能夠在特殊環境中(農作物和其它昆蟲棲息地)成功的與野生型微生物競爭,提供表達多肽殺蟲劑的基因的穩定維持和表達,并理想的為殺蟲劑提供免于環境降解和滅活的進一步保護。
已知大量的微生物棲息于廣泛的重要農作物的葉面(植物葉片表面)和/或根際(植物根部周圍的土壤)。這些微生物包括細菌、藻類、和真菌。特別感興趣的是微生物,諸如細菌,如假單胞菌屬(Pseudomonas)、歐文氏菌屬(Erwinia)、沙雷氏菌屬(Serratia)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、黃單胞菌屬(Xanthomonas)、鏈霉菌屬(Streptomyces)、根瘤菌屬(Rhizobium)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、嗜甲基菌屬(Methylophilius)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、醋桿菌屬(Acetobacter)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、節桿菌屬(Arthrobacter)、固氮菌屬(Azotobacter)、明串珠菌屬(Leuconostoc)、和產堿菌屬(Alcaligenes);真菌,特別是酵母,如酵母屬(Saccharomyces)、隱球酵母屬(Cryptococcus)、克魯維酵母屬(Kluyveromyces)、擲孢酵母屬(Sporobolomyces)、紅酵母屬(Rhodotorula)、和短梗霉屬(Aureobasidium)。特別感興趣的是這些植物圈細菌物種,如丁香假單胞菌(Pseudomonas syringae)、熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)、粘質沙雷氏菌(Serratia marcescens)、木醋桿菌(Acetobacter xylinum)、根瘤土壤桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)、類球形紅假單胞菌(Rhodopseudomonas spheroides)、野油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris)、苜蓿根瘤菌(Rhizobiummelioti)、真養產堿菌(Alcaligenes entrophus)、和維涅蘭德固氮菌(Azotobacter vinlandii);和植物圈酵母物種,諸如深紅酵母(Rhodotorula rubra)、膠粘紅酵母(R.glutinis)、海濱紅酵母(R.marina)、橙黃色紅酵母(R.aurantiaca)、淺白隱球酵母(Cryptococcus albidus)、流散隱球酵母(C.diffluens)、羅倫隱球酵母(C.laurentii)、羅氏酵母(Saccharomyces rosei)、普地酵母(S.pretoriensis)、啤酒酵母(S.cerevisiae)、紅色擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)、香氣擲孢酵母(S.odorus)、佛地克魯維酵母(Kluyveromyces veronae)、和出芽短梗霉(Aureobasidium pollulans)。特別感興趣的是有色微生物。
有許多方法可以在基因穩定維持和表達的條件下將編碼毒素的B.t.基因導入目的宿主。這些方法對于本領域的技術人員是眾所周知的,并描述于例如美國專利5,135,867(此處引用作為參考)。細胞的處理如上所述,可以對表達B.t.毒素的B.t.或重組細胞進行處理,以延長毒素活性和穩定細胞。形成的殺蟲微囊在細胞結構中包含B.t.毒素,該細胞結構經穩定化處理并在微囊應用于目的害蟲環境時可保護毒素。合適的宿主細胞可以包括原核細胞或真核細胞,通常局限于那些不產生對高等有機體(諸如哺乳動物)有毒的物質的細胞。然而,當對高等有機體有毒的物質是不穩定的,或者應用水平低得足以避免任何可能的對哺乳動物宿主的毒性時,可以使用產生有毒物質的有機體。作為宿主,特別感興趣的是原核生物和低等真核生物,諸如真菌。
細胞通常是完整的,并在處理時基本處于繁殖形式而非孢子形式,但是在一些情況中可以采用孢子。
微生物細胞,如含有B.t.毒素基因的微生物的處理,可以通過化學或物理的方法,或者通過化學和/或物理方法的組合進行,只要該技術不損害毒素的特性,并且不減小細胞保護毒素的能力即可。化學試劑的范例是鹵化試劑,特別是原子編號17-80的鹵素。更具體的說,碘可以在溫和條件下應用足夠時間以實現期望的結果。其它合適的技術包括用醛,諸如戊二醛;抗感染藥,諸如潔爾滅和氯化十六烷基吡啶鎓;醇,諸如異丙醇和乙醇;各種組織學固定劑,諸如魯戈氏碘、布安氏(Bouin)固定劑、各種酸和Helly固定劑(參閱Humason和L.Gretchen,動物組織技術(Animal Tissue Techniques),W.H.Freemanand Company,1967)的處理;或者物理(熱)和化學試劑組合處理,從而當細胞施用到宿主環境時,可保護并延長細胞內產生的毒素的活性。物理方法的范例是諸如γ輻射和X輻射等短波輻射、冷凍、UV照射、凍干等等。美國專利4,695,455和4,695,462中公開了處理微生物細胞的方法,兩篇專利此處引用作為參考。
增強的結構穩定性通常可增強細胞對環境條件的抵抗力。當殺蟲劑以前形式使用時,選擇的細胞處理方法應當不抑制目的害蟲病原體將殺蟲劑前形式加工成成熟形式的過程。例如甲醛使蛋白質交聯,而且能夠抑制多肽殺蟲劑前形式的加工過程。處理方法應當至少保留毒素生物利用度或生物活性的實質性部分。
選擇用于生產目的的宿主細胞中特別感興趣的特征包括,易于將B.t.基因導入宿主、表達系統的有效性、表達效率、殺蟲劑在宿主中的穩定性、和存在輔助遺傳能力。作為殺蟲劑微囊使用的感興趣的特征包括,對殺蟲劑的保護質量,諸如厚的細胞壁、色素沉著、和包涵體的細胞內包裝或形成;在水性環境中的存活;無哺乳動物毒性;對害蟲取食的吸引力;易于殺死和固定而不損傷毒素;等等。其它考慮包括易于配制和操作、經濟、儲存穩定性、等等。細胞的培養包含B.t.殺蟲基因的細胞宿主可以在任何便利的營養培養基中進行培養,優選其中DNA構建物可提供用于選擇性培養基的選擇性優勢,使得所有或基本上所有的細胞都保留B.t.基因。然后可以以傳統方法收獲這些細胞。或者,可以在收獲前對細胞進行處理。
本發明的B.t.細胞可以使用標準培養基和發酵技術進行培養。在發酵循環完成后,可以使用本領域眾所周知的方法,首先從發酵液中分離B.t.孢子和晶體,從而收獲細菌。通過加入表面活性劑、分散劑、惰性載體、和其它有助于特殊目的害蟲的操作和應用的成分,回收的B.t.孢子和晶體可以配制成濕粉、濃縮液、顆粒、或其它制劑。這些制劑和應用步驟在本領域是眾所周知的。配制可以將配制的含有引誘劑和B.t.隔離群孢子和晶體、或包含可由此處公開的B.t.隔離群得到的基因的重組微生物的誘餌顆粒應用于土壤。還可以將配制的產品作為種子覆料或根部處理或作物生長周期晚期的完整植株處理應用。植物和土壤的B.t.細胞處理可以采用濕粉、顆粒、或粉塵,與多種惰性物質諸如無機礦物質(葉硅酸鹽(phyllosilicate)、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、等等)或植物材料(玉米穗軸粉、稻殼、胡桃殼、等等)混合使用。制劑可以包括擴散-增稠佐劑、穩定劑、其它殺蟲添加劑、或表面活性劑。液體制劑可以是基于水的或非水的,并可采用泡沫、凝膠、懸浮液、可乳化濃縮物等等形式。成分可以包括流變劑、表面活性劑、乳化劑、分散劑、或聚合物。
本領域技術人員可以理解,殺蟲劑濃度將由于具體制劑的性質廣泛變化,特別是可以作為濃縮物或直接使用。殺蟲劑將以至少1%(以重量計)存在,而且可以是100%(以重量計)。干燥制劑通常含有大約1-95%(以重量計)的殺蟲劑,而液體制劑通常是在液相中含約1-60%(以重量計)。含有細胞的制劑通常含有大約102-大約104個細胞/mg。這些制劑將以每公頃大約50mg(液體的或干燥的)-1kg或更多的量施用。
通過噴、撒、灑、等等,可以將制劑應用于害蟲環境,例如土壤和葉片上。突變體本發明隔離群的突變體可以通過本領域眾所周知的步驟產生。例如,使用甲烷磺酸乙酯(EMS)對隔離群進行誘變,可以得到不產孢子的突變體。使用紫外線和亞硝基胍,通過本領域眾所周知的步驟也可以產生突變體。
有較小百分數的不產孢子突變體將保持完整而且在長時間發酵期間不溶解;這些菌株稱為溶解陰性(-)。溶解陰性菌株可以,通過在搖瓶培養基中篩選不產孢子的突變體并選擇那些仍然完整并在發酵結束時含有毒素晶體的突變體,進行鑒定。溶解陰性菌株適合于進行細胞處理,從而得到受保護的被囊毒素蛋白質。
為了制備上述不產孢子的突變體的噬菌體抗性變體,取一些噬菌體裂解液涂在瓊脂培養基上并干燥。然后取一些噬菌體敏感型細菌菌株直接涂在已經干燥的裂解液上并干燥。將平板于30℃溫育。溫育2天后,可以在瓊脂上看到大量菌落。挑取這些菌落中的一些,并在瓊脂培養基平板上進行傳代培養。通過與噬菌體裂解液的交叉劃線,測試這些表觀抗性培養物的抗性。用噬菌體裂解液在平板上劃一條線并干燥。然后用推測的抗性培養物劃線,與噬菌體線交叉。于30℃溫育過夜后,抗性細菌培養物在與噬菌體線交叉的任何地方顯示不溶解。然后通過在瓊脂培養基平板上涂一層抗性培養物的菌苔,再一次確認噬菌體抗性。敏感菌株也以相同方式進行涂板,作為陽性對照。干燥后,滴一滴噬菌體裂解液在平板中央并干燥。于30℃溫育24小時后,滴加有噬菌體裂解液的區域內抗性培養物顯示不溶解。
下面是例示本發明實踐步驟的實施例。這些實施例不應當理解為限制。除非另有注釋,所有百分比以重量計,而所有溶劑混和比例以體積計。
實施例實施例1-本發明B.t.隔離群的培養B.t.隔離群或其突變體的傳代培養物,可以用于接種下面的培養基,即蛋白胨、葡萄糖、鹽培養基。
細菌用蛋白胨 7.5 g/l葡萄糖 1.0 g/lKH2PO43.4 g/lK2HPO44.35 g/l鹽溶液 5.0 ml/lCaCl2溶液 5.0 ml/lpH 7.2鹽溶液(100ml)MgSO4·7H2O 2.46gMnSO4·H2O 0.04gZnSO4·7H2O 0.28gFeSO4·7H2O 0.40gCaCl2溶液(100ml)CaCl2·2H2O 3.66g將鹽溶液和CaCl2溶液過濾除菌,并在接種時加到經高溫滅菌的培養基中。燒瓶于30℃在旋轉搖床上以200rpm溫育64小時。
上述步驟可以通過本領域眾所周知的步驟容易的放大至大發酵罐。
可以通過本領域眾所周知的步驟,分離在上述發酵中得到的B.t.芽孢和/或晶體。經常使用的步驟是對收獲的發酵液進行分離技術,如離心。實施例2-形成了孢子的蘇云金芽孢桿菌培養物對玉米根蟲的活性將PS80JJ1、PS149B1、或PS167H2在液體培養基中在搖瓶中培養至芽孢形成,并通過離心沉淀。將培養物沉淀重懸于水,并在上述表面施藥生物檢測(top load bioassay)中測試針對玉米根蟲的活性。通過測光密度法估計培養物沉淀中存在的14kDa和44.3kDa蛋白質的量,并用于計算以LC50表述的比活性。每種天然蘇云金芽孢桿菌菌株的活性列于表3(B.t.菌株的WCRW表面施藥生物檢測)。
表3.B.t.菌株的WCRW表面施藥生物檢測B.t.菌株LC50(μg/cm2)*95%CL 斜率PS80JJ1 6 4-81.5PS167H2 6 4-91.6PS149B1 8 4-12 1.8CryB細胞空白4%N/AN/A水空白 4%N/AN/A*提供了對照在高劑量下的百分比死亡率實施例3-45kDa的80JJ1蛋白質的蛋白質純化將1g 80JJ1的凍干粉懸于40ml緩沖液(含有80mM Tris-HCl pH7.8,5mM EDTA,100μM PMSF,0.5μg/ml亮抑酶肽,0.7μg/ml胃酶抑制劑,和40μg/ml苯丁抑制素。將懸浮液進行離心,并棄去產生的上清液。將沉淀清洗5次,每次使用35-40ml上述緩沖液。如上所述,將清洗后的沉淀重懸于10ml溶液(40% NaBr,5mM EDTA,100μM PMSF,0.5μg/ml亮抑酶肽,0.7μg/ml胃酶抑制劑,和40μg/ml苯丁抑制素)。并置于搖床中75分鐘。離心NaBr懸浮液,取出上清,沉淀用40% NaBr,5mM EDTA,100μM PMSF,0.5μg/ml亮抑酶肽,0.7μg/ml胃酶抑制劑,和40μg/ml苯丁抑制素再次處理。合并上清液(40%NaBr可溶),并用10mM cAPS pH10.0/1mM EDTA于4℃進行透析。將透析后的提取物進行離心,并除去產生的上清液。將沉淀(40% NaBr透析沉淀)懸于5ml H2O,并離心。除去產生的上清液。如上所述,將清洗后的沉淀用10ml H2O再一次進行清洗,并離心。將清洗后的沉淀懸于1.5ml H2O,其在SDS-PAGE分析中顯示主要含有3條蛋白質條帶,表觀遷移率為大約47kDa、45kDa、和15kDa。Lowry檢測顯示,在純化的這一步,懸浮的40% NaBr透析沉淀含有大約21mg/ml蛋白質。
使用15%丙烯酰胺凝膠,經SDS-PAGE(U.K.Laemlli自然(Nature)227680)分離沉淀懸浮液中的蛋白質。然后將分離的蛋白質在10mM CAPS pH11.0/10% MeOH中于100V恒壓電泳轉移到PVDF膜(Millipore公司)上。1小時后,將PVDF膜在水中簡單漂洗,并在0.25%考馬斯藍R-250/50%甲醇/5%醋酸中浸泡3分鐘。將染色后的膜在40% MeOH/5%醋酸中進行脫色。將脫色后的膜于室溫晾干(LeGendre等人用于微量測序的蛋白質純化的實踐指南,P.Matsudaira編,Academic出版社,紐約州紐約市)。使用自動化氣相Edman降解法(M.W.Hunkapillar、R.M.Hewick、W.L.Dreyer、L.E.Hood酶學方法(Meth.Enzymol.)91399)對膜進行測序。
氨基酸分析揭示,45kDa條帶的N末端序列如下Met-Leu-Asp-Thr-Asn(SEQ ID NO1)。
同樣分析了47kDa條帶并測定了N末端氨基酸序列,與SEQ ID NO1的5氨基酸序列相同。因此,47kDa肽和45kDa肽的N末端氨基酸序列是相同的。
此氨基酸序列還對應于由PS80JJ1芽孢/晶體粉末的45kDa肽使用另一種純化方案得到的序列,其N末端序列如下Met-Leu-Asp-Thr-Asn-Lys-Val-Tyr-Glu-Ile-Ser-Asn-Leu-Ala-Asn-Gly-Leu-Tyr-Thr-Ser-Thr-Tyr-Leu-Ser-Leu(SEQ ID NO2).實施例4-PS80JJ1的14kDa肽的純化將0.8ml白色透析懸浮液(大約21mg/ml,含有47kDa、45kDa、和15kDa肽)溶于10ml 40% NaBr,并加入0.5ml 100mM EDTA。大約18小時(過夜)后,得到白色不透明的懸浮液。離心收集并棄去。將上清液在Centricon-30(Amicon公司)中濃縮至終體積大約15ml。將濾出液用水通過過濾透析進行清洗并置于冰上,最終形成乳白色懸浮液。將懸浮液進行離心,分離并保存沉淀和上清液。然后將沉淀懸于1.0ml水(大約6mg/ml)。SDS-PAGE分析顯示,沉淀含有基本純的15kDa蛋白質。
測定出其N末端氨基酸序列是Ser-Ala-Arg-Glu-Val-His-Ile-Glu-Ile-Asn-Asn-Thr-Arg-His-Thr-Leu-Gln-Leu-Glu-Ala-Lys-Thr-Lys-Leu(SEQ ID NO3).實施例5-蛋白質的生物檢測透析后的80JJ1的NaBr提取物(含有47kDa、45kDa、和15kDa肽)的不溶部分制備物,在針對玉米幼芽根葉甲的生物檢測中展示顯著的毒性活性。實施例6-PS149B1的45kDa蛋白的蛋白質純化和定性分析將P1沉淀重懸于2倍體積/單位凈重的去離子水,并加入9倍體積的40%(w/w)NaBr水溶液。這一步和所有隨后操作都在冰上或于4-6℃進行。30分鐘后,將懸浮液用36倍體積的冷水進行稀釋,并以25,000xg離心30分鐘,以分離沉淀和上清液。
將產生的沉淀重懸于1-2倍體積的水,并鋪在20-40%(w/w)NaBr梯度上,以8,000xg離心100分鐘。回收位于大約32%(w/w)NaBr的薄層(“包涵體”,或INC),并使用截留MW 6-8kDa的透析膜在水中透析過夜。25,000×g離心回收顆粒物質,重懸于水中,分裝,并通過Lowry法和SDS-PAGE進行蛋白質檢測。
將產生的上清液使用Centricon-10濃縮器濃縮3-4倍,然后使用截留MW 6-8kDa的透析膜在水中透析過夜。以25,000xg離心回收顆粒物,重懸于水,分裝,并通過Lowry法和SDS-PAGE進行蛋白質檢測。此部分稱為P1.P2。
使用15%丙烯酰胺凝膠,經SDS-PAGE(U.K.Laemlli,見上文)分離沉淀懸浮液中的肽。然后將分離的蛋白質在10mM CAPS pH11.0/10% MeOH中于100V恒壓電泳轉移到PVDF膜(Millipore公司)上。1小時后,將PVDF膜在水中簡單漂洗,并在0.25%考馬斯藍R-250/50%甲醇/5%醋酸中浸泡3分鐘。將染色后的膜在40% MeOH/5%醋酸中進行脫色。將脫色后的膜于室溫晾干(LeGendre等人,見上文)。使用自動化氣相Edman降解法(M.W.Hunkapillar等人,見上文)對膜進行測序。
蛋白質分析揭示,存在兩種主要的多肽,分子量為47kDa和14kDa。分子量是與已知分子量的標準多肽對照進行測量的。此方法只提供了真正分子量的估計值。來自PS149B1的47kDa條帶與來自PS80JJ1的47kDa蛋白質在SDS-PAGE上以難以區分開的方式遷移。同樣的,來自PS149B1的14kDa條帶與來自PS167H2和PS80JJ1的14kDa條帶在SDS-PAGE上也以難以區分開的方式遷移。除了這兩種估計分別在考馬斯染色物質中占25-35%(47kDa)和35-55%(15kDa)的多肽,還存在包含那些MW估測值46kDa、130kDa、和70kDa的次要條帶。
蛋白質分析揭示,INC部分含有MW 47kDa的單一多肽,而P1.P2部分含有MW 14kDa的單一多肽。由P1回收這些多肽的產率大于50%。
經純化的來自PS149B1的47kDa蛋白質的N末端氨基酸序列是Met-Leu-Asp-Thr-Asn-Lys-Val-Tyr-Glu-Ile-Ser-Asn-His-Ala-Asn-Gly-Leu-Tyr-Ala-Ala-Thr-Tyr-Leu-Ser-Leu(SEQ ID NO4).
經純化的來自PS149B1的14kDa蛋白質的N末端氨基酸序列是Ser-Ala-Arg-Glu-Val-His-Ile-Asp-Val-Asn-Asn-Lys-Thr-Gly-His-Thr-Leu-Gln-Leu-Glu-Asp-Lys-Thr-Lys-Leu-Asp-Gly-Gly-Arg-Trp-Arg-Thr-Ser-Pro-Xaa-Asn-Val-Ala-Asn-Asp-Gln-Ile-Lys-Thr-Phe-Val-Ala-Glu-Ser-Asn(SEQ ID NO5).實施例7-PS167H2的45kDa和14kDa毒素的氨基酸序列經純化的來自PS167H2的45kDa蛋白質的N末端氨基酸序列是Met-Leu-Asp-Thr-Asn-Lys-Ile-Tyr-Glu-Ile-Ser-Asn-Tyr-Ala-Asn-Gly-Leu-His-Ala-Ala-Thr-Tyr-Leu-Ser-Leu(SEQ ID NO6).
經純化的來自PS167H2的14kDa蛋白質的N末端氨基酸序列是Ser-Ala-Arg-Glu-Val-His-Ile-Asp-Val-Asn-Asn-Lys-Thr-Gly-His-Thr-Leu-Gln-Leu-Glu-Asp-Lys-Thr-Lys-Leu(SEQ ID NO7).
這些氨基酸序列可以與由80JJ1芽孢/晶體粉末的47kDa肽得到的N末端序列(SEQ ID NO1)和由80JJ1芽孢/晶體粉末的14kDa肽得到的N末端序列(SEQ ID NO3)進行比較。
顯然,45-47kDa蛋白質是高度相關的,14kDa蛋白質也是高度相關的。實施例8-蛋白質的生物檢測進行經純化的來自PS149B1的蛋白質部分針對玉米幼芽根葉甲的生物檢測,發現它們在組合使用時展示顯著的毒性活性。事實上,這一組合使用恢復了在最初的制備物(P1)中記錄的活性。下列生物檢測數據組顯示了百分比死亡率并論證了此效果。
表4.濃度(μg/cm2) P1 INC P1.P2 INC+P1.P230088,100,9419 13 10010094,50,63 31 38 9433.3 19,19,44 38 13 5011.1 13,56,25 12 31 133.70,50,0 0 31 131.213,43,12 0 12 190.46,12,6 25 19 6實施例9-來自蘇云金芽孢桿菌PS80JJ1菌株的新的δ-內毒素基因的分子克隆、表達、和DNA序列分析由生長至600nm光密度為1.0的蘇云金芽孢桿菌(B.t.)細胞制備總細胞DNA。通過離心沉淀細胞,并重懸于原生質體緩沖液(0.3M蔗糖/25mM Tris-Cl[pH8.0]/25mM EDTA,加入20mg/ml溶菌酶)。于37℃溫育1小時后,通過兩個凍融循環使原生質體裂解。向完全裂解液中加入9倍體積的溶液(0.1M NaCl/0.1% SDS/O.1M Tris-Cl)。用酚∶氯仿(1∶1)對澄清的裂解液進行兩次抽提。加入2倍體積的乙醇沉淀核酸,并經離心沉淀。將沉淀重懸于TE緩沖液,并加入RNA酶至終濃度50μg/ml。于37℃溫育1小時后,將溶液用苯酚∶氯仿(1∶1)和TE飽和的氯仿各提取1次。通過加入1/10體積的3M NaOAc和2倍體積的乙醇從液相中沉淀DNA。通過離心沉淀DNA,用70%的乙醇清洗,干燥,并重懸于TE緩沖液。
根據N末端肽序列數據,設計了用于PS80JJ1的45kDa毒素編碼基因的寡核苷酸探針。29個堿基的寡核苷酸探針的序列是5′-ATG YTW GAT ACW AAT AAA GTW TAT GAA AT-3′(SEQ ID NO8)如上所示,此寡核苷酸在四個位置是混和的。此探針用32P進行了放射性標記,并用于經各種內切核酸酶消化的PS80JJ1總細胞DNA的Southern印漬的標準條件雜交。表5所示的來自這些實驗的代表性放射自顯影數據顯示了與44.3kDa毒素寡核苷酸探針(SEQ ID NO8)具有序列同源性的DNA限制性片段的大小。表5.在Southern印漬上與44.3kDa毒素基因寡核苷酸探針(SEQ IDNO8)在標準條件下雜交的PS80JJ1細胞DNA片段的RFLP限制酶 大致片段大小(kbp)EcoRI 6.0HindIII8.3KpnI 7.4PstI 11.5XbaI 9.1在這些分析中鑒定的這些DNA片段包含PS80JJ1的45kDa毒素基因的全部或片段。正如預測的(見下文表6),表5中雜交DNA片段的大致大小符合與其它實驗中使用的PS80JJ1的45kDa毒素亞基因探針雜交的PS80JJ1片段子集的大小。
由經Sau3AI部分消化的PS80JJ1 DNA構建基因文庫。將部分限制性消化物通過瓊脂糖凝膠電泳進行分離。將9.3-23kbp的DNA片段由凝膠上切下,由凝膠片電洗脫,在Elutip-D離子交換柱(Schleicher andSchuell,Keene,NH)上進行純化,并通過乙醇沉淀回收。將Sau3AI插入片段連接到經BamHI消化的LambdaGem-11(Promega,Madison,WI)中。包裝重組噬菌體,并鋪在E.coli KW251細胞上。通過上述寡核苷酸探針的雜交篩選噬菌斑。將雜交噬菌體進行噬菌斑純化,并感染E.coli KW251細胞的液體培養物,通過標準步驟進行DNA分離(Maniatis等人,見上文)。
Southern印漬分析揭示,一個重組噬菌體分離物含有的大約4.8kbp的XbaI-SacI條帶與PS80JJ1毒素基因探針發生雜交。PS80JJ1毒素基因側翼的SacI位點是噬菌體載體的克隆位點,而側翼的XbaI位點位于PS80JJ1 DNA插入片段內。通過標準方法,將此DNA限制性片段亞克隆到pBluescript S/K(Stratagene,San Diego,CA)中,用于序列分析。產生的質粒稱為pMYC2421。同樣將DNA插入片段亞克隆到pHTBlueII(一種大腸桿菌/蘇云金芽孢桿菌穿梭載體,含有pBluescript S/K(Stratagene,La Jolla.CA)和來自B.t.固有質粒的復制起點,[D.Lereclus等人(1989)FEMS微生物學快報(FEMSMicrobiology Letters)60211-218]中產生pMYC2420。
根據N末端肽序列數據,設計了用于PS80JJ1的14kDa毒素編碼基因的寡核苷酸探針。該28個堿基的寡核苷酸探針的序列是5′GW GAA GTW CAT ATW GAA ATW AAT AAT AC 3′(SEQ ID NO29).
如上所示,此寡核苷酸在四個位置是混和的。此探針用32P進行放射性標記,并用于經各種內切核酸酶消化的PS80JJ1總細胞和pMYC2421DNA的Southern印漬的標準條件雜交。這些RFLP作圖實驗證明,14kDa毒素的編碼基因位于與含44.3kDa毒素N末端編碼序列相同的基因組EcoRI片段上。
為了測試PS80JJ1毒素基因在B.t.中的表達,通過電穿孔用pMYC2420轉化無晶體(Cry-)B.t.宿主CryB(A.Aronson,PurdueUniversity,West Lafayette,IN)。通過SDS-PAGE分析證明了由pMYC2420編碼的兩種大約14和44.3kDa的PS80JJ1毒素的表達。對來自重組CryB[pMYC2420]菌株MR536的毒素晶體制備物進行檢測,顯示具有針對玉米幼芽根葉甲的活性。
使用ABI373自動化測序系統和相關軟件,對pMYC2421編碼的PS80JJ1毒素基因進行測序。包含兩個開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座序列顯示于SEQ ID NO30。14kDa毒素基因的終止密碼子位于44.3kDa毒素基因起始密碼子上游(5’)121個堿基對處(圖2)。與編碼殺蟲蛋白的其它毒素基因相比,PS80JJ1的14kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列(SEQ ID NO31)、44.3kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列(SEQ ID NO10)、和相應的推導氨基酸序列(SEQ ID NO32和SEQ ID NO11)是新的。
由此,編碼PS80JJ1的14kDa毒素的核苷酸序列顯示于SEQ ID NO31。PS80JJ1的14kDa毒素的推導氨基酸序列顯示于SEQ ID NO32。同時編碼PS80JJ1的14和54kDa毒素的核苷酸序列以及側翼序列顯示于SEQ ID NO30。這些序列的相互關系顯示于圖2。
包含質粒pMYC2421的E.coli NM522的傳代培養物于1996年3月28日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,RegionalResearch Center,1815 North University Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRL B-21555。實施例10-來自蘇云金芽孢桿菌PS149B1和PS167H2菌株的其它新的δ-內毒素基因的RFLP和PCR分析另外兩種對玉米根蟲有活性的菌株PS149B1和PS167H2,也產生包含大約14和45kDa多肽的伴孢蛋白質晶體。使用Southern雜交和部分DNA序列分析,檢驗了這些毒素與80JJ1毒素的相關性。如上所述由這些B.t.菌株提取DNA,并使用14kDa毒素寡核苷酸探針(SEQ ID NO29)和80JJ1的44.3kDa毒素基因編碼序列的大約800bp PCR片段進行標準Southern雜交。表6所示的來自這些實驗的RFLP數據顯示了與44.3kDa毒素具有序列同源性的DNA限制性片段的大小。表7所示的來自這些實驗的RFLP數據顯示了與14kDa毒素具有序列同源性的DNA限制性片段的大小。
3種菌株都展示獨特的RFLP模式。來自PS149B1或PS167H2的雜交DNA片段包含與PS80JJ1的44.3kDa毒素具有序列同源性的完整或部分毒素基因。
3種菌株都展示獨特的RFLP模式。來自PS149B1或PS167H2的雜交DNA片段包含與PS80JJ1的14kDa毒素基因具有序列同源性的完整或部分毒素基因。
使用根據PS80JJ1的44.3kDa毒素基因序列設計的正向和反向寡核苷酸引物對,通過PCR擴增PS149B1或PS167H2中的部分毒素基因。對于PS149B1,使用了下面的引物對正向5′-ATG YTW GAT ACW AAT AAA GTW TAT GAA AT-3′(SEQ ID NO8)反向5′-GGA TTA TCT ATC TCT GAG TGT TCT TG-3′(SEQ ID NO9)對于PS167H2,使用了相同的引物對。使用ABI373自動化測序系統和相關軟件,對這些PCR衍生片段進行了測序。獲得的部分基因和肽序列顯示于SEQ ID NO12-15。這些片段包含存在于B.t.菌株PS149B1或PS167H2中對玉米根蟲有活性的新毒素的部分核苷酸編碼序列和肽序列。實施例11-來自蘇云金芽孢桿菌PS149B1和PS167H2菌株的新的δ-內毒素基因的分子克隆和DNA序列分析如關于PS80JJ1所述,由PS149B1和PS167H2菌株提取總細胞DNA。如上所述,分別在Lambda-Gem11中構建兩種菌株經大小分離后的Sau3A部分限制性片段的基因文庫。包裝重組噬菌體,并鋪在E.coli KW251細胞上。通過與44kDa毒素基因特異的寡核苷酸探針的雜交篩選噬菌斑。將雜交噬菌體進行噬菌斑純化,并感染E.coli KW251細胞的液體培養物,通過標準步驟進行DNA分離(Maniatis等人,見上文)。
對于PS167H2,Southern印漬分析揭示,一個重組噬菌體分離物的大約4.0-4.4kbp的HindIII條帶與PS80JJ1的44kDa毒素基因5’寡核苷酸探針(SEQ ID NO8)發生雜交。通過標準方法,將此DNA限制性片段亞克隆到pBluescript S/K(Stratagene,San Diego,CA)中,用于序列分析。同樣將該片段亞克隆到高拷貝數的穿梭載體pHT370(0.Arantes、D.Lereclus基因(Gene)108115-119)中,用于蘇云金芽孢桿菌中的表達分析(見下文)。產生的重組的、高拷貝數的雙功能質粒稱為pMYC2427。
使用ABI373自動化測序系統和相關軟件,對pMYC2427編碼的PS167H2毒素基因進行了測序。包含兩個開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座序列顯示于SEQ ID NO34。14kDa毒素基因的終止密碼子位于44kDa毒素基因起始密碼子上游(5’)107個堿基對處(圖2)。與編碼殺蟲蛋白質的其它已知毒素基因相比,PS167H2的14kDa毒素編碼序列(SEQ ID NO35)、44kDa毒素編碼序列(SEQ ID NO37)、和相應的推導氨基酸序列(SEQ ID NO36和SEQ ID NO38)是新的。毒素基因的排列方式與PS80JJ1的14和44kDa毒素相似,而且具有一些同源性。
包含質粒pMYC2427的E.coli NM522的傳代培養物于1997年3月26日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,RegionalResearch Center,1815 North University Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRL B-21672。
對于PS149B1,使用PS80JJ1的40kDa寡核苷酸5’探針(SEQ ID NO8)的Southern印漬分析證明大約5.9kbp的ClaI DNA片段可發生雜交。將PS149B1基因組DNA的完全ClaI消化物在瓊脂糖凝膠上進行分離,并亞克隆到pHTBlueII中。同樣將片段亞克隆到高拷貝數的穿梭載體pHT370(O.Arantes、D.Lereclus基因(Gene)108115-119)中,用于蘇云金芽孢桿菌中的表達分析(見下文)。產生的重組的、高拷貝數的雙功能質粒稱為pMYC2429。
使用ABI自動化測序系統和相關軟件,對pMYC2429編碼的PS49B1毒素基因進行了測序。包含兩個開放閱讀框架和側翼核苷酸序列的完整基因座序列顯示于SEQ ID NO39。14kDa毒素基因的終止密碼子位于44kDa毒素基因起始密碼子上游(5’)108個堿基對處(圖2)。與編碼殺蟲蛋白質的其它已知毒素基因相比,PS149B1的14kDa毒素編碼序列(SEQ ID NO40)、44kDa毒素編碼序列(SEQ ID NO42)、和相應的推導氨基酸序列(SEQ ID NO41和SEQ ID NO43)是新的。毒素基因的排列方式與PS80JJ1和PS167H2的14和44kDa毒素相似,而且具有一些同源性。這3種毒素操縱子共同構成殺蟲毒素新家族。
包含pMYC2429的E.coli NM522的傳代培養物于1997年3月26日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,Regional ResearchCenter,1815 North University Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRL B-21673。實施例12-用于鑒定并克隆具有針對玉米根蟲的活性的新毒素的PCR擴增使用Genetics Computer Group序列分析軟件Pileup,以缺口權=3.00,缺口長度權=0.10,對來自PS80JJ1、PS149B1、和PS167H2的三種新的大約45kDa玉米根蟲活性毒素的DNA和肽序列(SEQ ID NO12-15)進行比對。將序列比對用于鑒定保守肽序列,該序列被用于設計很可能與編碼此毒素新家族成員的基因可雜交的寡核苷酸引物。這些引物可以用于PCR擴增這些及相關毒素基因的診斷性DNA片段。根據各種序列可能設計大量的引物,此處提供了4種作為范例。這些肽序列是
Asp-Ile-Asp-Asp-Tyr-Asn-Leu(SEQ ID NO16)Trp-Phe-Leu-Phe-Pro-Ile-Asp(SEQ ID NO17)Gln-Ile-Lys-Thr-Thr-Pro-Tyr-Tyr(SEQ ID NO18)Tyr-Glu-Trp-Gly-Thr-Glu(SEQ ID NO19).對應的核苷酸序列是5′-GATATWGATGAYTAYAAYTTR-3′(SEQ ID NO20)5′-TGGTTTTTRTTTCCWATWGAY-3′(SEQ ID NO21)5′-CAAATHAAAACWACWCCATATTAT-3′(SEQ ID NO22)5′-TAYGARTGGGGHACAGAA-3′(SEQ ID NO23).在熱循環反應中用于聚合酶擴增的正向引物是根據SEQ ID NO20和21的核苷酸序列設計的。反向引物是根據SEQ ID NO22和23的反向互補序列設計的5′-ATAATATGGWGTWGTTTTDATTTG-3′(SEQ ID NO24)5′-TTCTGTDCCCCAYTCRTA-3′(SEQ ID NO25).這些引物可以組合用于擴增鑒定新玉米根蟲毒素編碼基因的下列大小的DNA片段(表8)。
表8.可用新玉米根蟲活性毒素特異的引物擴增的診斷性DNA片段的預測大小(堿基對)引物對(SEQ ID NO) DNA片段大小(bp)20+2449520+2559421+2447121+25580相似的,編碼新的玉米根蟲活性毒素的完整基因可以在熱循環反應中使用根據開放閱讀框架側翼的DNA序列設計的引物通過聚合酶擴增分離得到。對于PS80JJ1的44.3kDa毒素,設計并合成了這樣一對引物,用于擴增包含完整毒素編碼序列的診斷性1613bp DNA片段。這些引物是
正向5′-CTCAAAGCGGATCAGGAG-3′(SEQ ID NO26)反向5′-GCGTATTCGGATATGCTTGG-3′(SEQ ID NO27).對于PS80JJ1的14kDa毒素的PCR擴增,編碼N末端肽序列的寡核苷酸(SEQ ID NO29)可以與基于PS80JJ1毒素基因座中的序列的多種反向寡核苷酸引物組合使用。這樣一種反向引物是5′CATGAGATTTATCTCCTGATCCGC 3′(SEQ ID NO33).當用于標準PCR反應時,此引物對擴增包含完整14kDa毒素編碼序列和對應于121個堿基的基因間隔區的一些3’側翼序列和部分44.3kDa毒素基因的診斷性1390bp DNA片段。當與14kDa正向引物組合使用時,PCR將產生診斷性的322bp DNA片段。實施例13-克隆劑量應答生物檢測將PS80JJ1毒素操縱子由pMYC2421亞克隆到pHT370中,用于與由PS149B1和PS167H2克隆的重組毒素直接比較生物活性。產生的重組的、高拷貝數的雙功能質粒稱為pMYC2426。
包含質粒pMYC2426的E.coli NM522的傳代培養物于1997年3月26日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,RegionalResearch Center,1815 North University Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRL B-21671。
為了測試PS80JJ1、PS149B1、和PS167H2毒素基因在B.t.中的表達,通過電穿孔分別用pMYC2426、pMYC2427、和pMYC2429轉化無晶體(Cry-)B.t.宿主CryB(A.Aronson,Purdue University,WestLafayette,IN)。產生的重組菌株依次稱為MR543(CryB[pMYC2426])、MR544(CryB[pMYC2427])、和MR546(CryB[pMYC2429])。通過每種重組菌株的SDS-PAGE分析證明了大約14和44kDa兩種毒素的表達。
進行了來自重組菌株的毒素晶體制備物針對玉米幼芽根葉甲的檢測。它們的食物用山梨酸和SIGMA pen-strep-ampho-B進行了改良。將樣品以50μl懸浮液/cm2食物表面積的比率進行表面施藥。生物檢測使用新生玉米幼芽根葉甲幼蟲于大約25℃進行4天。表9列出了克隆(沉淀)的百分比死亡率和表面施藥LC50估測值。dH2O對照產生7%的死亡率。
通過測光密度法估計晶體制備物中存在的14kDa和44.3kDa蛋白質的量,并用于計算以LC50表述的比活性。表10(B.t.克隆的WCRW表面施藥生物檢測)列出了克隆(沉淀)的LC50估測值。
表10.B.t.克隆的WCRW表面施藥生物檢測B.t.克隆B.t.親本菌株LC50(μg/cm2)* 95%CL 斜率MR543 PS80JJ1 37 17-366* 0.79MR544 PS167H2 10 6-141.6MR546 PS149B1 8 4-121.5N/A CryB細胞空白 4% N/A N/AN/A 水空白4% N/A N/A*提供了高劑量下的百分比死亡率作為對照**90%CL實施例14-PS80JJ1二元毒素操縱子中14和44kDa多肽的突變分析本發明的二元毒素基因在其野生型狀態在操縱子中的排列方式通常是,14kDa蛋白質基因首先轉錄,隨后是45kDa蛋白質基因轉錄。這些基因被相對短的非編碼區隔開。代表性ORF顯示于SEQ ID NO30、SEQ ID NO34、和SEQ ID NO39。
為了研究單個14和44.3kDa晶體蛋白質對玉米根蟲活性的貢獻,在分開的實驗中進行PS80JJ1操縱子中每個基因的突變,以消除一種蛋白質的表達。然后在B.t.中表達完整基因,并測試重組蛋白質針對玉米根蟲的活性。
首先,通過對位于開放閱讀框架的第387位堿基的EcoRI位點截短,進行了pMYC2421上編碼的44.3kDa基因的突變。此截短和隨后與載體序列的連接產生了編碼大約24kDa假設融合蛋白的開放閱讀框架。將產生的編碼完整14kDa基因和截短45kDa基因的操縱子亞克隆到高拷貝數的穿梭載體pHT370(0.Arantes、D.Lereclus基因(Gene)108115-119)中,用于在蘇云金芽孢桿菌中的表達分析。通過電穿孔用產生的質粒pMYC2424轉化無晶體(Cry-)B.t.宿主CryB(A.Aronson,Purdue University,West Lafayette,IN)。產生的重組菌株稱為MR541。通過MR541的產孢子培養物的SDS-PAGE分析,只檢測到了14kDa的PS80JJ1蛋白質。只表達14kDa的PS80JJ1蛋白質的MR541制備物在針對玉米根蟲的表面施藥生物檢測中,沒有觀察到死亡。
其次,通過在位于開放閱讀框架的第11位堿基處的Nrul位點插入含有所有可能的閱讀框架形式的終止密碼子的寡核苷酸接頭,進行了pMYC2421上編碼的14kDa基因的突變。此接頭的序列是5’TGAGTAACTAGATCTATTCAATTA 3′此接頭導入了BglII位點,用于通過BglII限制性消化確認插入。用BglII鑒定了含誘變接頭的質粒克隆,并測序確認。將編碼14kDa無義突變的操縱子插入片段亞克隆到pHT370中,產生質粒pMYC2425。通過電穿孔用此質粒轉化CryB,以產生重組B.t.菌株MR542。如SDS-PAGE分析所示,MR542的產孢培養物中只表達了44.3kDa的PS80JJ1蛋白質。只表達44.3kDa pS80JJ1蛋白質的MR542制備物沒有觀察到針對玉米根蟲的死亡率。實施例15-來自PS149B1的14和44.3kDa多肽在熒光假單胞菌中的單基因異源表達、純化、和生物檢測通過標準DNA克隆方法,分別將來自PS149B1的14kDa和44.3kDa多肽基因插入質粒載體,并轉化熒光假單胞菌。只表達PS149B1的14kDa基因的重組熒光假單胞菌菌株稱為MR1253。只表達PS149B1的44.3kDa基因的重組熒光假單胞菌菌株稱為MR1256。
將單獨表達上述二元蛋白質之一的MR1253和MR1256在1L發酵罐中進行培養。然后將部分培養物離心沉淀,用溶菌酶裂解,并用DNaseI處理,以獲得半純的蛋白質包涵體。然后通過于4℃溫和搖動1小時,將這些包涵體溶于50mM檸檬酸鈉(pH3.3)。14kDa蛋白質可容易的溶于此緩沖液,而44.3kDa蛋白質部分溶解。然后將溶解部分以15,000xg離心20分鐘,并保留上清液。
通過離子交換層析進一步純化14kDa蛋白質。將溶解的14kDa蛋白質結合到Econo-S柱上,并用NaCl 0-1M梯度洗脫。
然后單獨或一起(45kDa蛋白質∶14kDa蛋白質摩爾比1∶10)測試層析純的MR1253(14kDa蛋白質)和溶于檸檬酸鈉(pH3.3)的MR1256制備物(45kDa蛋白質)對玉米根蟲的活性。觀察到每種蛋白質單獨的死亡率不超過背景水平(水/對照樣品),但是,它們以上述比例組合在一起時死亡率為87%(見表11)。
實施例16-其它新的14kDa和44.3kDa毒素基因通過總B.t.基因組DNA雜交和RFLP的鑒定使用Qiagen DNEasy 96孔組織試劑盒,由每種隔離群制備總基因組DNA。在印漬之前,通過向80μ1無菌蒸餾水中加入10μl每種DNA樣品和10μl 4M NaOH,使96孔板中的DNA變性。將樣品于70℃溫育1小時,然后向每個孔加入100μl 20xSSC。將PS149B1的總基因組DNA與每組94個樣品一起溫育,作為陽性雜交對照;并將cryB一總基因組DNA與每組94個樣品一起溫育,作為陰性雜交對照。使用兩個48孔狹線印漬裝置(Hoefer Scientific)將每組96個樣品加到Magnacharge尼龍膜上,隨后用10xSSC清洗2次。將膜于80℃烘烤1小時,并在使用前保持干燥。將膜在標準甲酰胺溶液(50%甲酰胺/5x SSPE/5x Denhardt氏溶液/2% SDS/100μg/ml單鏈DNA)中于42℃進行預雜交和雜交。將膜在兩種條件下清洗2x SSC/0.1% SDS,42℃(低嚴謹度)和0.2x SSC/0.1% SDS,65℃(中至高嚴謹度)。將膜用使用正向引物SEQ ID NO8和序列為SEQ ID NO46(5’-GTAGAAGCCAGAACAAGAAGGTATT3’)的反向引物由pMYC2429擴增的PS149B1的44.3kDa基因大約1.3kbp的PCR片段進行探查。探針使用Prime-it II試劑盒(Stratagene)和32P-dCTP進行了放射性標記,在Sephadex柱上純化,于94℃變性,然后加到新鮮的雜交溶液中。通過將膜暴露于X射線膠片,鑒定了包含與PS149B1探針具有同源性的基因的菌株。
通過陽性雜交反應鑒定了下列菌株PS184M2、PS185GG,PS187G1,PS187Y2,PS201G,PS201HH2,PS242K10,PS69Q,KB54A1-6,KR136,KR589,PS185L12,PS185W3,PS185Z11,PS186L9,PS187L14,PS186FF,PS131W2,PS147U2,PS158T3,PS158X10,PS185FF,PS187F3,PS198H3,PS201H2,PS201L3,PS203G2,PS203J1,PS204C3,PS204G4,PS204I11,PS204J7,PS210B,PS213E8,PS223L2,PS224F2,PS236B6,PS246P42,PS247C16,KR200,KR331,KR625,KR707,KR959,KR1209,KR1369,KB2C-4,KB10H-5,KB456,KB42C17-13,KB45A43-3,KB54A33-1,KB58A10-3,KB59A54-4,KB59A54-5,KB53B7-8,KB53B7-2,KB60F5-7,KB60F5-11,KB59A58-4,KB60F5-15,KB61A18-1,KB65A15-2,KB65A15-3,KB65A15-7,KB65A15-8,KB65A15-12,KB65A14-1,KB3F-3,T25,KB53A71-6,KB65A11-2,KB68B57-1,KB63A5-3,和KB71A118-6.
使用32P標記的探針和此實施例中上述雜交條件,進行了總基因組DNA制備物中新毒素基因的進一步鑒定和分類。如上所述或用QiagenGenomic-tip 20/G制備總基因組DNA,而且在Southern分析中根據用于革蘭氏陽性細菌的方案使用了基因組DNA緩沖液組(Qiagen公司,Valencia,CA)。對于Southern印漬,取大約1-2μg經狹線印漬分析鑒定的每種菌株的總基因組DNA,用DraI和NedI進行消化,在0.8%瓊脂糖凝膠上進行電泳,并使用標準方法(Maniatis等人)固定在支持尼龍膜上。雜交后,將膜在低嚴謹度(2x SSC/0.1% SDS,42℃)下進行清洗,并暴露于膠片。使用BioRad Chemidoc系統軟件估計DNA片段大小。利用限制性片段長度多態性將44kDa毒素編碼基因分類。表12列出了這些分類。
實施例17-其它二元毒素基因的DNA測序設計簡并寡核苷酸用于擴增經上述149B1 PCR產物雜交鑒定的B.t.菌株的完整或部分14和44.3kDa基因。寡核苷酸是根據經來自PS149B1、PS167H2、和PS80JJ1的14kDa或44.3kDa基因比對鑒定的保守序列塊設計的。這兩種基因的正向引物均設計成以ATG起始密碼子開始。反向引物設計成盡可能接近每一相應基因的3’末端。
設計用于擴增14kDa基因的引物如下149DEG1(正向)5′-ATG TCA GCW CGY GAA GTW CAY ATT G-3′(SEQ ID NO47)149DEG2(反向)5′-GTY TGA ATH GTA TAH GTH ACA TG-3′ID NO48)這些引物的擴增產物為大約340bp。
設計用于擴增44.3kDa基因的引物如下149DEG3(正向)5′-ATG TTA GAT ACW AAT AAA RTW TAT G-3′(SEQ ID NO49)149DEG4(反向)5′-GTW ATT TCT TCW ACT TCT TCA TAH GAA G-3′(SEQ ID NO50)這些引物的擴增產物為大約1,100bp。
用于擴增基因產物的PCR條件如下95℃ 1min,1個循環;95℃ 1min,50℃ 2min,72℃ 2min,重復35個循環;72℃ 10min,1個循環。
將PCR產物在1%瓊脂糖凝膠上進行分離,并使用Qiaexll試劑盒(Qiagen)由凝膠基質進行純化。使用TOPO TA克隆試劑盒(Invitrogen)將產生的純化片段連接到pCRTOPO克隆載體中。連接后,用一半連接反應液轉化XL10 Gold超感受態細胞(Stratagene)。然后通過PCR使用載體引物1212和1233篩選轉化體。將包含插入片段的克隆在LB/羧芐青霉素培養基中進行培養,使用Qiagen質粒DNA微量制備試劑盒(Qiagen)制備質粒。然后使用Applied Biosystems的自動化測序系統和相關軟件對克隆的PCR衍生片段進行測序。SEQ ID NO51-126列出了與來自PS80JJ1和PS149B1的全型14和44.3kDa毒素相關的其它新的二元毒素基因和多肽的序列。上文的“序列簡述”部分提供了這些序列的進一步說明。
使用上述步驟(及下文注明的差異)還對來自其它3種B.t.菌株PS137A、PS201V2、和PS207C3的14kDa型毒素和基因進行了測序。進行了使用149 DEG1(正向)和149DEG2(反向)引物的PCR。這些引物的擴增產物為大約340bp。以下面的條件進行PCR1. 95℃ 3min2. 94℃ 1min3. 42℃ 2min4. 72℃ 3min+5sec/循環5. 第2-4步重復29個循環將PCR產物使用Qia快速凝膠提取試劑盒(Qiagen)進行凝膠純化,使用TOPO-TA試劑盒(Invitrogen)將純化片段連接到pCR-TOPO克隆載體中,隨后轉化XL10-Gold超感受態E.coli細胞(Stratagene)。如上所述制備轉化體DNA。如上所述分別獲得這3種新菌株的14kDa毒素基因的序列。所附序列表提供了下列核苷酸序列和多肽序列PS137A(SEQ ID NO149和150)、PS201V2(SEQ ID NO151和152)、和PS207C3(SEQ ID NO153和154)。實施例18-PS149B1毒素轉基因和植物轉化分別設計了14和44.3kDa毒素成分經玉蜀黍密碼子使用率優化的合成轉基因。合成基因設計成使得鳥嘌呤和胞嘧啶密碼子使用達到植物DNA中更通常的水平。優選的植物優化轉基因描述于SEQ ID NO127-128。用于兩種轉基因表達的啟動子區域是玉蜀黍遍在蛋白啟動子加上玉蜀黍外顯子1和玉蜀黍內含子1(A.H.Christensen等人(1992)植物分子生物學(Plant Mol.Biol.)18675-689)。用于兩種轉基因的轉錄終止子是馬鈴薯蛋白酶抑制劑II(PinII)終止子(G.An等人(1989)植物細胞(Plant Cell)1115-122)。
使用膦絲菌素乙酰轉移酶(PAT)作為植物轉化的選擇標記。膦絲菌素乙酰轉移酶基因(pat)由細菌產綠色鏈霉菌(Streptomycesviridochromogenes)(P.Eckes等人,1989)分離得到。PAT蛋白質使膦絲菌素或其前體去甲基膦絲菌素乙酰化,賦予對化學合成的膦絲菌素(諸如除草劑草銨膦)的耐受性。乙酰化將膦絲菌素轉變成對玉米植物不再有毒的非活性形式。草銨膦是廣譜、非全身性、非選擇性除草劑。通過將PAT摻入再生培養基或通過將除草劑噴灑到葉子上,可以容易的鑒定耐受草銨膦除草劑的再生玉米組織或單個玉米植株。
為了將鳥嘌呤和胞嘧啶密碼子用法修正成植物DNA中更通常的水平,制備了pat基因的合成版本。用于pat基因的啟動子是花椰菜花葉病毒35S轉錄本的CaMV啟動子(Pietrzak等人,1986)。轉錄終止子是CaMV 35S終止子。
為對玉蜀黍組織轉化,由完整質粒切下包含PS149B1的14和44.3kDa和pat選擇標記編碼序列以及表達必須的調控成分的線性部分DNA。將稱為插入片段的此線性部分DNA用于轉化過程。
基本如Klein等人(1987)所述,通過微彈轟擊法,使用BioRad制造的Biolistics PDS-100He基因槍,獲得了包含PS149B1的14kDa和44.3kDa轉基因的玉蜀黍植株。將授粉后大約15天后收獲的玉米穗分離得到的未成熟胚在愈傷組織初始培養基中培養3-8天。在轉化當天,用純化DNA包被顯微鎢顆粒,并加速進入培養胚,在此將插入片段DNA摻入細胞染色體。轟擊6天后,將轟擊胚轉移到含草銨膦(Bialaphos)作為選擇試劑的愈傷組織初始培養基中。獲得健康的抗性愈傷組織,并再次轉移到新鮮的選擇培養基中,培養大約12周。再生植株,并轉移到溫室中。總共獲得了436株再生植株。采集葉片樣品用于分子分析,通過PCR確認轉基因的存在,并通過ELISA確認外源蛋白質的表達。然后使用玉米幼芽根葉甲對植株進行全植株生物檢測。將陽性植株與近交系雜交,從而由最初的轉化植株獲得種子。發現這些植株在溫室和田間試驗中對玉米根蟲的傷害都有抵抗力。實施例19-進一步的生物檢測如實施例13所述,使用基本表面施藥檢測方法,檢測了來自經實施例16鑒定的菌株的蛋白質制備物對玉米幼芽根葉甲的活性。結果顯示于表13。
實施例20-來自蘇云金芽孢桿菌PS201L3菌株的新的二元內毒素基因的分子克隆、表達、和DNA序列分析使用Qiagen Genomic-tip 500/G試劑盒和基因組DNA緩沖液組(Qiagen公司,Valencia,CA),根據用于革蘭氏陽性細菌的方案,由在搖瓶培養中生長的細胞制備PS201L3的基因組DNA。由經Sau3AI部分消化的PS20113 DNA構建基因文庫。將部分限制性消化物通過瓊脂糖凝膠電泳進行分離。將9.3-23kbp的DNA片段由凝膠上切下,由凝膠片電洗脫,在Elutip-D離子交換柱(Schleicher and Schuell,Keene,NH)上進行純化,并通過乙醇沉淀回收。將Sau3AI插入片段連接到經BamHI消化的LambdaGem-11(Promega,Madison,WI)中。使用GigapackIII XL包裝提取物(Stratagene,La Jolla,CA)包裝重組噬菌體,并鋪在E.coli KW251細胞上。將噬菌斑浸提到Nytran尼龍轉移膜(Schleicher and Schuell,Keene,NH)上,并用二元毒素編碼序列的32P-dCTP標記基因探針進行探查。此基因探針是使用基因組PS201L3 DNA模板和寡核苷酸“15kfor1”和“45krev6”擴增得到的大約1.0kb PCR產物。
用于PCR和測序的寡核苷酸的序列如下15kfor1(SEQ ID NO131) ATGTCAGCTCGCGAAGTACAC45krev6(SEQ ID NO132) GTCCATCCCATTAATTGAGGAG將膜與探針于65℃雜交過夜,然后用1xSSPE/0.1%SDS清洗3次。放射自顯影鑒定出13個噬菌斑。隨后挑取這些噬菌斑,并在1ml SM緩沖液+10μl CHCl3中浸泡過夜。將噬菌體鋪在KW251宿主細胞上進行匯合裂解,將6塊匯合板浸泡在SM中,并用于大量噬菌體DNA制備。將純化噬菌體DNA用多種酶進行消化,并進行0.7%瓊脂糖凝膠電泳。通過Southern印漬將凝膠轉移到Nytran膜上,并用上述相同的PCR擴增DNA片段進行探查。鑒定出大約6.0kb的雜交XbaI條帶,并亞克隆到E.coli/B.t.穿梭載體pHT370(0.Arantes、D.Lereclus基因(Gene)108115-119)中,產生pMYC2476。用pMYC2476轉化的XL10 Gold超感受態大腸桿菌細胞(Stratagene)命名為MR1506。隨后通過電穿孔用pMYC2476轉化無晶體CryB,并在DM3+20μg/ml紅霉素平板上于30℃進行選擇。重組CryB[pMYC2476]稱為MR561。
MR1506的傳代培養物于2000年6月1日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,Regional Research Center,1815 NorthUniversity Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRLB-30298。
通過免疫印漬法檢驗B.t.菌株MR561中PS201L3二元毒素蛋白質的表達。將細胞在液體NYS-CAA培養基+10μg/ml紅霉素中于30℃培養過夜。然后將培養物離心沉淀,將部分細胞沉淀重懸,并進行SDS-PAGE電泳。當分別用PS149B1 14kDa或44kDa特異性抗體進行探查時,Western印漬顯示14kDa和44kDa蛋白質。
使用ABI377自動化測序儀進行pMYC2476上編碼的毒素基因的DNA測序。PS201L3的14kDa基因的DNA序列顯示于SEQ ID NO133。PS201L3的14kDa毒素的推導肽序列顯示于SEQ ID NO134。PS201L3的44kDa基因的DNA序列顯示于SEQ ID NO135。PS201L3的44kDa毒素的推導肽序列顯示于SEQ ID NO136。
下表顯示了來自201L3和149B1的二元基因和蛋白質的序列相似性和同一性。使用BESTFIT程序(GCG軟件包的一部分)進行了這些比較。BESTFIT使用Smith和Waterman的局部同源性算法(應用數學進展(Advances in Applied Mathematics)2482-489,1981)。
表14201L3相比149B1 %相似性%同一性14kDa核苷酸序列- 71.114kDa肽序列 63.954.145kDa核苷酸序列- 76.145kDa肽序列 70.962.7實施例21-來自蘇云金芽孢桿菌PS187G1、PS201HH2、和KR1369菌株的新的δ-內毒素基因的分子克隆和DNA序列分析由在Luria Bertani(LB)肉湯中生長至可見光600nm光密度為0.5-1.0的蘇云金芽孢桿菌PS187G1、PS201HH2、和KR1369菌株制備總細胞DNA。使用Qiagen Genomic-tip 500/G試劑盒和基因組DNA緩沖液組(Qiagen公司,Valencia,CA),根據用于革蘭氏陽性細菌的方案,提取DNA。分別使用PS187G1、PS201HH2、和KR1369總細胞DNA經NdeII部分消化的插入片段在SuperCos1載體(Stratagene)中構建了PS187G1、PS201HH2、和KR1369粘粒文庫。用包裝的粘粒轉染XL1-BlueMR細胞,以獲得羧芐青霉素和卡那霉素抗性克隆。對于每種菌株,將576個粘粒集落在96孔板中在1ml LB+100μg/ml羧芐青霉素+50μg/ml卡那霉素中于37℃培養18小時,并將板復制到尼龍濾膜上進行雜交篩選。
由PS187G1、PS201HH2、或KR1369基因組DNA,使用為擴增二元同源物設計的下列引物,擴增得到包含大約1000bp的PS187G1、PS201HH2、或KR1369的14kDa和44kDa毒素操縱子的PCR擴增子15kfor15′-ATG TCA GCT CGC GAA GTA CAC-3′(SEQ ID NO131)45krev65′-GTC CAT CCC ATT AAT TGA GGA G-3′(SEQ ID NO132)將DNA片段使用Qia快速提取試劑盒(Qiagen)進行凝膠純化。將探針使用32P-dCTP和Prime-it II試劑盒(Stratagene)進行放射性標記,并與集落浸提濾膜一起在雜交水溶液(6x SSPE/5x Denhardt氏溶液/0.1% SDS/0.1mg/ml變性DNA)中于65℃溫育16小時。將集落浸提濾膜用0.5x SSC/0.1% SDS于室溫簡單的清洗1次,隨后用0.5xSSC/0.1% SDS于65℃ 10分鐘再清洗2次。然后將濾膜暴露于X射線膠片20分鐘(PS187G1和PS201HH2)或1小時(KR1369)。每種菌株選擇一個與探針強雜交的粘粒克隆,進行進一步的分析。通過使用上述引物的PCR擴增,確認了這些粘粒克隆包含大約1000bp的14kDa和44kDa毒素基因目標。PS187G1的粘粒克隆稱為pMYC3106;包含pMYC3106的重組E.coli XL1-Blue MR細胞稱為MR1508。PS201HH2的粘粒克隆稱為pMYC3107;包含pMYC3107的重組E.coli XL1-Blue MR細胞稱為MR1509。KR1369的粘粒克隆稱為pMYC3108;包含pMYC3108的重組E.coliXL1-Rlue MR細胞稱為MR1510。MR1509和MR1510的傳代培養物于2000年8月8日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,Regional Research Center,1815 North University Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號依次是NRRL B-30330和NRRL B-30331。
使用ABI377自動化測序系統和相關軟件,分別對pMYC3106、pMYC3107、和pMYC3108上編碼的PS187G1、PS201HH2、和KR1369的14kDa和44kDa毒素基因進行測定。
PS187G1的14kDa和44kDa核苷酸和推導多肽序列顯示于SEQ IDNO137-140。14kDa和44kDa毒素基因序列都是完整的開放閱讀框架。與編碼殺蟲蛋白質的其它毒素基因相比,PS187G1的14kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列、44kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列、和相應的推導氨基酸序列是新的。
PS201HH2的14kDa和44kDa核苷酸和推導多肽序列顯示于SEQ IDNO141-144。14kDa毒素基因序列是完整的開放閱讀框架。44kDa毒素基因序列是部分基因序列。與編碼殺蟲蛋白質的其它毒素基因相比,PS201HH2的14kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列、44kDa毒素部分開放閱讀框架核苷酸序列、和相應的推導氨基酸序列是新的。
KR1369的14kDa和44kDa核苷酸和推導多肽序列顯示于SEQ ID NO145-148。14kDa和44kDa毒素基因序列都是完整的開放閱讀框架。與編碼殺蟲蛋白質的其它毒素基因相比,KR1369的14kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列、44kDa毒素開放閱讀框架核苷酸序列、和相應的推導氨基酸序列是新的。實施例22-包含PS149B1的14kDa和44kDa二元毒素基因的雜合基因融合物的構建和表達設計了來自PS149B1的14kDa和44kDa基因的5’和3’末端的寡核苷酸引物。這些寡核苷酸設計用于通過SOE-PCR(“通過重疊延伸的基因剪接使用PCR剪接基因”,生物技術(Biotechniques)8528-535,1990年5月)產生基因融合物。兩種基因以與天然二元毒素操縱子中發現的相反順序融合在一起(即44kDa基因在前,14kDa基因在后)。
用于SOE-PCR的寡核苷酸序列如下F1newAAATATTATTTTATGTCAGCACGTGAAGTACACATTG(SEQ IDNO155)R1newtctctGGTACCttaTTAtgatttatgcccatatcgtgagg(SEQ ID NO156)F2newagagaACTAGTaaaaaggagataaccATGttagatactaataaag(SEQ ID NO157)R2newCGTGCTGACATAAAATAATATTTTTTTAATTTTTTTAGTGTACTTT(SEQ ID NO158)寡核苷酸“F1new”設計用于指導由14kDa基因5’末端的擴增,并可與44kDa基因3’末端雜交。寡核苷酸“R1new”設計用于指導由14kDa基因3’末端的擴增。此引物設計成包含2個終止密碼子,以確保翻譯的終止。它還設計成包含KpnI位點,用于定向克隆到熒光假單胞菌的質粒表達載體中。寡核苷酸“F2new”設計用于指導由44kDa基因5’末端的擴增。它還包含核糖體結合序列和SpeI克隆位點。寡核苷酸“R2new”設計用于指導由44kDa基因3’末端的擴增,并可與14kDa基因5’末端雜交。
首先由PS149B1基因組DNA單獨擴增這兩種基因;14kDa基因使用“F1new”和“R1new”,44kDa基因使用“F2new”和“R2new”。然后將產物加到一個PCR管中,并使用“R1new”和“F2new”一起擴增。此時,使用Herculase TM增強型聚合酶混和物(Stratagene,La Jolla,CA),退火溫度48℃,擴增包含基因融合物的大約1.5kb DNA片段。隨后將此DNA片段用KpnI和SpeI進行消化,在瓊脂糖凝膠上進行分離,通過電洗脫進行純化。質粒載體也用KpnI和SpeI進行消化,在瓊脂糖凝膠上進行分離,通過電洗脫進行純化,并用磷酸酶進行處理。然后將載體和插入片段于14℃一起連接過夜。通過電穿孔用連接DNA片段轉化MB214 P.f.細胞,并在LB+30μg/ml四環素平板上培養過夜進行選擇。通過診斷性PCR鑒定包含基因融合物的菌株,并測序以確認成功的基因剪接。包含克隆基因融合物的一個代表性菌株稱為MR1607;重組質粒稱為pMYC2475。
MR1607的傳代培養物于2000年8月8日保存于專利培養物收藏中心(NRRL)的永久收藏中心,Regional Research Center,1815 NorthUniVersity Street,Peoria,Illinois,61604美國。編號是NRRLB-30332。培養MR1607,并通過SDS-PAGE和免疫印漬確認蛋白質的產生。當用14kDa毒素或44kDa毒素特異性抗體對Western印漬進行探查時,確認有代表44kDa+14kDa融合產物的大約58kDa蛋白質條帶。
58kDa融合蛋白的序列顯示于SEQ ID NO159。基因融合物的DNA序列顯示于SEQ ID NO160。實施例23-二元同源物的混和研究同源菌株的培養選擇了4種菌株,每種主要二元毒素家族各選一種——149B1、80JJ1、201L3、和167H2。為了減少純化各毒素蛋白質花費的時間,改為培養下列熒光假單胞菌(P.f.)克隆MR1253(149B1的14kDa)和MR1256(149B1的44kDa)。類似的,使用B.t.克隆MR541(表達80JJ1的14kDa)和MR542(80JJ1的44kDa)。將B.t.菌株如實施例1所述進行培養。將沉淀用水清洗3次,并凍存于-20℃直到使用。使用標準步驟在Biolafitte發酵罐中以10L批次培養P.f菌株。將沉淀凍存于-80℃直到使用。
毒素的提取和純化167H2、MR541、MR542、201L3的純化。使用100mM檸檬酸鈉緩沖液(pH范圍3.0-5.5)進行細胞沉淀的提取。在典型提取中,用最初培養物體積的1/10-1/3體積的緩沖液對沉淀進行提取。將沉淀懸于緩沖液,并置于搖床中于4℃一段時間(2.5小時-過夜)。將提取物離心,并保留上清液。對于每種菌株重復此步驟,直至每種蛋白質獲得了至少大約10mg。使用NuPAGE Bis/Tris凝膠系統(Invitrogen)的SDS-PAGE確認提取物中蛋白質毒素的存在與否。根據制造商的指示制備樣品,并加到4-12%凝膠上,然后用MES電泳緩沖液形成電泳圖譜。此步驟的例外是所有201L3樣品的樣品制備。將這些樣品用BioRad的Laemmli樣品緩沖液稀釋2倍,并于95℃加熱4分鐘,由此制備樣品。通過激光掃描凝膠測光密度法進行蛋白質定量,以BSA作為標準(Molecular Dynamics Personal Densitometer SI)。將提取物通過0.2μm濾膜進行澄清,并保存于4℃。
MR1253和MR1256的純化。以溶解的包涵體形式制備分別對應于149B1的14和44kDa蛋白質的重組蛋白質MR1253和MR1256。使用標準步驟制備包涵體。將包涵體溶于1mM EDTA/50mM檸檬酸鈉pH5.3。
單一毒素167H2和201L3的純化。混和已知含有14、44kDa或其二者的所有提取物。將此混合提取物在100mM檸檬酸鈉/150mM NaCl pH4中進行透析。透析袋購自Pierce(Snakeskin 10k MWCO)。樣品通常透析大約6小時,然后在新鮮緩沖液中再次透析過夜。
然后將提取物用Centriprep 10或Centricon Plus-20(Biomax-5,5000NMWL)離心濾器(Millipore)進行濃縮,對14kDa和44kDa蛋白質進行定量,并進行凝膠過濾層析。
在用于層析的制備中,將所有樣品和緩沖液經0.2μm濾器過濾并除氣。然后將樣品加到用2倍柱床體積的分離緩沖液(100mM檸檬酸鈉/150mM NaCl pH4.0)平衡的HiPrep 26/60 Sephacryl S-100凝膠過濾柱上。樣品體積的范圍為5-10ml。使用AKTA純化儀100FPLC系統(Amersham Pharmacia)進行控制。于環境溫度進行層析。層析過程中緩沖液過柱流速維持在0.7ml/min。通過監控280nm的UV吸光值來檢測蛋白質。收集流出液并保存于4℃。合并含有14或44kDa蛋白質的收集液,如上所述通過SDS-PAGE檢查純度。
對于167H2樣品,檢測到兩個大且于基線很好地分開的峰。收集液的SDS-PAGE顯示每個峰對應于一種蛋白質毒素。
在201L3樣品中,檢測到3個很好地分開的峰和一個肩峰。SDS-PAGE揭示,第一個峰代表100kDa蛋白質和80kDa蛋白質。第二個峰代表44kDa蛋白質,肩峰是40kDa蛋白質。第三個峰是14kDa蛋白質。將來自兩個樣品含有44kDa的部分合并,同樣合并含有14kDa蛋白質的所有級分。
由P.f.克隆MR1253和MR1256分別獲得了149B1單個蛋白質,因此不需要進一步純化。類似的,80JJ1重組體MR541和MR542產生單個的14和44kDa蛋白質,因此不用進一步純化。
用于wCRW LC50生物檢測的樣品制備透析。將單個二元毒素蛋白質樣品在6L 20mM檸檬酸鈉pH4.0中進行透析。第一次透析進行幾個小時,然后將樣品轉移到新鮮緩沖液中并透析過夜。最后,將樣品轉移到新鮮緩沖液中并再透析幾個小時。蛋白質樣品的來源是合并的凝膠過濾收集液(167H2、201L3)、沉淀提取物(MR541、MR542)、或包涵體沉淀提取物(MR1253、MR1256)。將所有樣品濾過0.2μm膜以除菌。
濃縮。使用Centricon Plus-20(Biomax-5,5000 NMWL)離心濾器(Millipore)將樣品濃縮。
定量。如上所述對樣品進行蛋白質定量。為了達到LC50生物檢測的要求,用于各種組合的每種毒素蛋白質至少需要6.3mg,濃度范圍0.316-1.36mg/ml。如果需要,如上所述將樣品濃縮,或用緩沖液(20mM檸檬酸鈉pH4.0)稀釋,并重新進行定量。
二元混和/LC50生物檢測。對于4種菌株的每一種,將14kDa蛋白以1∶1的質量比與每種菌株的44kDa蛋白進行組合。混和物的表面施藥量是50μg/cm2,203L1的14kDa蛋白質的混和物例外,此蛋白質混和物的表面施藥量只有44μg/cm2。作為對照,單獨施用每種蛋白質,以及提取緩沖液(20mM檸檬酸鈉pH4.0)。還測試了天然組合(即149B1的14kDa+44kDa蛋白)。所有毒素組合和緩沖液對照針對玉米幼芽根葉甲的生物檢測都進行了3次,而單個毒素只測試了1次。
表15(毒素組合的LC50結果)和表16(菌株潛力與149B1的比較)列出了結果。
結果還以圖的形式展示于圖3。
除了201L3,天然組合都具有針對玉米幼芽根葉甲的高度活性。然而,當與167H2或149B1的14kDa蛋白組合時,201L3的44kDa也具有活性。其它活性組合是149B1的14kDa蛋白與80JJ1或167H2的44kDa蛋白組合,后者顯得比天然149B1混和物更有活性。單個蛋白質或者緩沖液或水對照都沒有記錄到劑量應答。實施例24-使用PS149B1的14kDa蛋白控制黃瓜十一星葉甲由重組熒光假單胞菌MR1253菌株分離得到包含大約50%(wt/wt)的最初在蘇云金芽孢桿菌PS149B1菌株中發現的14kDa δ-內毒素的粉末。使用下列步驟評價此粉末的殺蟲活性。
將人工昆蟲食物(R.I.Rose和J.M.McCabe(1973)“用于飼養玉米根蟲的實驗室飼養技術”,經濟昆蟲學雜志(J.Econ.Entomol.)66(2)398-400)以大約0.5ml/孔分散到128孔生物檢測盤(C-DInternational,Pitman,NJ)中,產生大約1.5cm2的表面積。將14kDa蛋白質粉末的緩沖液(10mM磷酸鉀pH7.5)懸浮液以50μl/孔加到人工昆蟲食物的表面,并使食物表面干燥。每次測試中還包括緩沖液對照。每個孔中放入一條新生的黃瓜十一星葉甲(Diabroticaundecimpunctata howardi),并用與盤子一起提供的蓋子將孔封閉。生物檢測于28℃持續6天,然后對每種處理的存活幼蟲作為一組進行稱重。如下計算百分比生長抑制(存活對照昆蟲體重-存活處理昆蟲體重)/對照體重×100%。計算5次測試(每種處理16只昆蟲)的生長抑制,并在各次測試間平均。
結果證明14kDa蛋白質以濃度依賴方式抑制黃瓜十一星葉甲的生長。表17顯示了PS149B1的14kDa蛋白質對黃瓜十一星葉甲的生長抑制。
表17.
處理濃度(μg ai/cm2) %生長抑制14kDa蛋白質13214kDa蛋白質35514kDa蛋白質978ai=活性成分實施例25-使用PS149B1二元毒素控制歐洲玉米螟和谷實夜蛾分別由重組熒光假單胞菌MR1253和MR1256菌株分離得到包含54%的14kDa δ-內毒素的粉末和包含37%的44kDa δ-內毒素的粉末(最初都是在蘇云金芽孢桿菌PS149B1菌株中發現的)。使用下列步驟評價這些粉末的混和物的殺蟲活性。
將人工昆蟲食物(R.I.Rose和J.M.McCabe(1973)“用于飼養玉米根蟲的實驗室飼養技術”,經濟昆蟲學雜志(J.Econ.Entomol.)66(2)398-400)以大約0.5ml/孔分散到128孔生物檢測盤(C-DInternational,Pitman,NJ)中,產生大約1.5cm2的表面積。將蛋白質粉末的緩沖液(10mM磷酸鉀pH7.5)懸浮液混和,然后以50μl/孔加到人工昆蟲食物的表面。使食物表面干燥。每次測試中還包括緩沖液對照。每個孔中放入一條新生幼蟲,并用與盤子一起提供的蓋子將孔封閉。測試用屬于鱗翅目的歐洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)和谷實夜蛾(Helicoverpa zea)進行。生物檢測于28℃持續6天,然后對每種處理的存活幼蟲作為一組進行稱重。如下計算百分比生長抑制(存活對照昆蟲體重-存活處理昆蟲體重)/對照體重×100%。計算4次測試(每種處理14-16只昆蟲)的生長抑制,并在各次測試間平均。
結果證明14kDa蛋白質以濃度依賴方式抑制歐洲玉米螟和谷實夜蛾的生長。表18顯示了PS149B1的蛋白質混和物對谷實夜蛾(CEW)和歐洲玉米螟(ECB)的生長抑制。
表18.
14kDa蛋白質+44kDa蛋白質濃度 %生長抑制(μg ai/cm2) CEWECB3.7+11 425911+33 577733+100 6189ai=活性成分實施例26-45kDa蛋白的進一步定性分析和用于鑒定其它多核苷酸和蛋白質的引物設計本發明不僅包括具體例示的序列。本發明基因和毒素的部分可以用于鑒定其它相關毒素和基因。由此,本發明包括編碼包含例如所附序列表中和此處所述任何二元型蛋白質或多肽的至少10個連續氨基酸的蛋白質或多肽的多核苷酸。其它實施方案包括編碼例如此處例示的蛋白質的至少20、30、40、50、60、70、80、90、和100個連續氨基酸的多核苷酸;這些數目還類似的應用于例示的多核苷酸的連續核苷酸。本發明包括由這些多核苷酸編碼的蛋白質。同樣的,本發明包括包含連續核苷酸(編碼包含這些大致大小的肽的蛋白質和多肽)的多核苷酸。
雖然差異仍然很大,與本發明毒素“最密切的”毒素被認為是球形芽孢桿菌的51和42kDa殺蚊蛋白質。所附圖4和圖5是51和42kDa的球形芽孢桿菌毒素和基因與45kDa的149B1毒素和基因的蛋白質比對和核苷酸序列比對。
核苷酸比對中標明的兩個序列塊可以用于設計引物。下文顯示了例示性PCR引物對(5’-3’方向,45kD3’rc以互補物顯示)。這些引物已經成功的用于鑒定45kDa二元家族的其它成員。下文還顯示了完全冗余序列和預示的配對。
45kD5′GAT RAT RAT CAA TAT ATT ATT AC(SEQ ID NO161).
45kD3′rcCAA GGT ART AAT GTC CAT CC(SEQ ID NO162).
序列的所示形式及其反向互補序列都是有用的(03和04與例示的反向引物45 kD3’rc互補)。
45kD5′01GAT GATGrTmrAk wwATTATTrC A(SEQ ID NO163).
45kD5′02GAT GATGrTmrAT ATATrATTrC A(SEQ ID NO164).
45kD3′03GGAwG krCdyTwdTm CCwTGTAT(SEQ ID NO165).
45kD3′04GGAwG kACryTAdTA CCTTGTAT(SEQ ID NO166).
關于鑒定球形芽孢桿菌毒素的方式,使用149B1的45kDa蛋白質的BLAST(Altschul等人,1997“缺口BLAST和PSI-BLAST新一代蛋白質數據庫搜索程序”,核酸研究(Nucleic Acids Res.)253389-3402)數據庫搜索,發現與42kDa的球形芽孢桿菌包涵體蛋白質(期望得分3×1014)和51kDa的球形芽孢桿菌結晶狀包涵體蛋白質(期望得分3×109)相匹配。
45kDa的149B1肽序列與42kDa的球形芽孢桿菌結晶狀包涵體蛋白質的比對得出,325個殘基具有26%的同一性。比對得分比100種隨機比對的平均得分高27.2sd。45kDa的149B1肽序列與42kDa的球形芽孢桿菌結晶狀包涵體蛋白質的相似分析得出,229個殘基具有29%的同一性。比對得分比100種隨機比對的平均得分高23.4sd。比對得分比隨機比對平均值高10sd被認為是顯著的(D.J.Lipman和W.R.Pearson(1985)“快速和靈敏的相似性搜索”,科學(Science)2271435-1441;R.F.Doolittle(1987)of URFs and ORFsa primer onhow to analyze derived amino acid sequence,University ScienceBooks,Mill Valley,CA)。
為了參考,以相同方式比較了結構相似的Cry1Aa、Cry2Aa、和Cry3Aa蛋白質序列。Cry2Aa與Cry1Aa和Cry2Aa與Cry3Aa分別在214和213個氨基酸中具有29%和27%的同一性,比對得分比100種隨機比對的平均得分高32.2sd和29.5sd。149B1的45kDa蛋白質序列與Cry2Aa蛋白質序列的比對得出比對得分比100種隨機比對的平均得分高1sd。
還記錄了下面的比較
*根據100種隨機化為了其它比較目的和為了其它引物設計,記錄了下面的參考文獻Oei等人(1992),“純化的球形芽孢桿菌二元毒素及其刪除衍生物與致倦庫蚊腸道的結合功能性結合結構域的闡釋”,普通微生物學雜志(Journal of General Microbiology)138(7)1515-26。
51kDa蛋白35-448有活性;45-448無活性;4-396有活性;4-392無活性。
42kDa蛋白18-370有活性;35-370無活性;4-358有活性;4-349無活性。
用經純化和凝血酶切割的GST融合物進行工作。用其它完整亞基進行所有截短物的檢測。所有刪除都有一些活性損失。P51ΔC56結合但不使42內在化。P51ΔN45不結合。只有42kDa+51kDa可內在化。N末端和C末端無毒性的42kDa蛋白質不能結合51kDa蛋白質或51kDa受體復合物。
Davidson等人(1990),“球形芽孢桿菌的殺蚊子幼蟲蛋白質的相互作用”,加拿大微生物學雜志(Can.J.Microbiol.)36(12)870-878。由球形芽孢桿菌得到的經SDS-PAGE純化的蛋白質的N末端。68-74kDa復合物(未還原)中的51kDa的S29和N31及42kDa的S9。來自51kDa條帶(未還原)的51的S9和S29及42的N31。在還原凝膠中,45kDa條帶含有51kDa蛋白的S29和N31,39kDa條帶含有42kDa蛋白質的S9。
Baumann等人(1988),“編碼球形芽孢桿菌2362和2297的51.4和41.9kDa蛋白質的殺蚊毒素基因的序列分析”,細菌學雜志(J.Bacteriol.)1702045-2050。來自球形芽孢桿菌蛋白酶D5的41.9kDa蛋白的N末端和來自胰凝乳蛋白酶的I11;C末端跟隨胰蛋白酶的R349。鑒定到相似性增強的區域對應于許多上述區域。相似序列塊A-D在51和42kDa蛋白質之間。
總而言之,本發明并不想包括上文討論的球形芽孢桿菌毒素(事實上,它們被特異排除在外)。在那個方面,趨異連續序列,如上文討論的比對(圖4和圖5)中例示的,可以作為引物使用,以鑒定此處暗示但未具體例示的獨特毒素。然而,保守連續序列,如比對中所示,也可以根據本發明使用,以鑒定其它新的15/45kDa型二元毒素(對玉米根蟲和其它害蟲有活性)。實施例27-毒素基因在植物中的插入和表達本發明的一個方面是用表達本發明蛋白質的本發明多核苷酸轉化植物。經轉化的植物對目的害蟲攻擊具有抵抗力。
可以將此處所述新的玉米根蟲活性基因進行優化,用于在其它有機體中表達。例如,經玉蜀黍優化的14和44kDa的PS80JJ1毒素編碼基因序列分別顯示于SEQ ID NO44和45。
使用多種本領域眾所周知的技術,可以將此處公開的殺蟲毒素編碼基因插入植物細胞中。例如,可以獲得大量的包含E.coli的復制系統和可用于進行轉化細胞選擇的標記的克隆載體,用于將外源基因插入到高等植物中。載體包括例如pBR322、pUC系列、M13mp系列、pACYC184、等等。相應的,可以將B.t.毒素編碼序列插入載體的合適限制性位點。用產生的質粒轉化E.coli。將E.coli細胞在合適的營養培養基中進行培養,然后收獲并裂解。回收質粒。通常進行序列分析、限制性分析、電泳、和其它生化-分子生物學方法作為分析方法。每步操作后,可以將所用DNA序列切下,并與下一個DNA序列連接。每種質粒序列可以克隆到相同或其它質粒中。取決于將期望基因插入植物的方法,其它DNA序列可能是必需的。例如,如果使用Ti或Ri質粒轉化植物細胞,那么必需至少連接Ti或Ri質粒T-DNA的右邊界序列,但是經常同時連接右和左邊界序列,作為將要插入的基因的側翼區域。
使用T-DNA轉化植物細胞,已經進行了深入研究并充分描述于EP120 516;Hoekema(1985)二元植物載體系統,Offset-durkkerijKanters B.V.,Alblasserdam,第5章;Fraley等人,植物科學評論(Crit.Rev.Plant Sci.)41-46;和An等人(1985)歐洲分子生物學雜志(EMBO J)4277-287。
一旦插入的DNA已經整合到基因組中,它在那兒將相對穩定,并且原則上不再出來。它通常包含選擇標記,以賦予經轉化的植物細胞以對殺生物劑或抗生素(諸如卡那霉素、G418、博來霉素、潮霉素、或氯霉素及其它)的抗性。單獨應用的標記應當相應的能夠選擇經轉化細胞,而非不含插入DNA的細胞。
可以獲得大量的技術用于將DNA插入到植物宿主細胞中。那些技術包括使用根瘤土壤桿菌(Agrobacterium tumefaciens)或發根土壤桿菌(Agrobacterium rhizogenes)作為轉化劑用T-DNA轉化、融合、注射、biolistics(微粒轟擊)、或電穿孔、以及其它可能的方法。如果使用土壤桿菌進行轉化,要插入的DNA必需克隆到特殊質粒即中間載體或二元載體中。由于中間載體包含與T-DNA中的序列同源的序列,所以它可以通過同源重組整合到Ti或Ri質粒中。Ti或Ri質粒還包含T-DNA轉移必需的vir區。中間載體自身在土壤桿菌中不能復制。通過輔助質粒的方法(接合),中間載體可以轉移到根瘤土壤桿菌中。二元載體自身可以在E.coli和土壤桿菌中復制。它們包含側翼為T-DNA右和左邊界區的選擇標記基因和接頭或多克隆位點。它們可以直接轉化到土壤桿菌中(Holsters等人Mol.Gen.Genet.163181-187)。作為宿主細胞使用的土壤桿菌要包含攜帶vir區的質粒。vir區對于將T-DNA轉移到植物細胞中是必需的。還可以包含其它T-DNA。這樣轉化的細菌被用于轉化植物細胞。植物外植體可以方便的與根瘤土壤桿菌或發根土壤桿菌一起進行培養,從而將DNA轉移到植物細胞中。然后由經感染的植物材料(例如葉片、莖段、根,還有原生質體或懸浮培養的細胞),可以在合適的培養基(可以含有抗生素或殺生物劑用于選擇)中再生成完整植株。然后可以測試這樣得到的植物中插入DNA的存在。注射和電穿孔對質粒沒有特殊要求。可以使用普通質粒,諸如pUC衍生物。
經轉化細胞以常規方式在植物內生長。它們可以形成種系細胞,并將性狀遺傳給后代植株。這樣的植物可以以常規方式進行培養,并可以與具有相同轉化遺傳因子或其它遺傳因子的植物雜交。產生的雜合體個體具有相應的表型性狀。
在本發明的優選實施方案中,用經植物密碼子使用率優化的基因轉化植物。參閱美國專利5,380,831,此處引用作為參考。同樣的,可以有利的使用編碼截短毒素的植物。截短毒素通常將編碼全長毒素的大約55%-大約80%。本領域已知產生用于植物的合成B.t.基因的方法。實施例28-將B.t.基因克隆到昆蟲病毒中已知有大量的病毒可感染昆蟲。這些病毒包括例如桿狀病毒和昆蟲痘病毒。在本發明的一個實施方案中,此處所述編碼殺蟲毒素的基因可以置于昆蟲病毒的基因組中,由此增強病毒的致病性。用于構建包含B.t.毒素基因的昆蟲病毒的方法,對于本領域技術人員是眾所周知且容易實踐的。這些步驟描述于例如A.T.Merrywwather、U.Weyer、M.P.G.Harris、M.Hirst、T.Booth、R.D.Possee(1990)普通病毒學雜志(J.Gen.Virol.)711535-1544)和J.W.M.Martens、G.Honee、D.Zuidema、J.W.M.van Lent、B.Visser、J.M.Vlak(1990)應用環境微生物學(Appl.Environmental Microbiol.)56(9)2764-2770。
此處提及或引用的所有專利、專利申請、臨時中請、和出版物,均全文引入作為參考文獻,它們與本說明書的具體教導不相矛盾。
應當這樣理解,此處描述的實施例和實施方案只是為了例示目的,而且本領域的技術人員根據本發明可以領會各種修飾和變化,這些是包括在本申請的精神和范圍之內及所附權利要求的范圍之內的。
序列表<110>Mycogen公司<120>殺蟲蛋白<130>MA-703C3<140>09/378,088<141>1999-08-20<160>166<170>patentIn Ver.2.1<210>1<211>5<212>PRT<213>未知有機體<220><223>未知有機體的描述肽<400>1Met Leu Asp Thr Asn1 5<210>2<211>25<212>PRT<213>未知有機體<220><223>未知有機體的描述蛋白質<400>2Met Leu Asp Thr Asn Lys Val Tyr Glu Ile Ser Asn Leu Ala Asn Gly1 5 10 15Leu Tyr Thr Ser Thr Tyr Leu Ser Leu20 25<210>3<211>24<212>PRT<213>未知有機體<220><223>未知有機體的描述蛋白質<400>3Ser Ala Arg Glu Val His Ile Glu Ile Asn Asn Thr Arg His Thr Leu1 5 10 15Gln Leu Glu Ala Lys Thr Lys Leu20<210>4<211>25<212>PRT<213>未知有機體<220><223>未知有機體的描述蛋白質<400>4Met Leu Asp Thr Asn Lys Val Tyr Glu Ile Ser Asn His Ala Asn Gly1 5 10 15Leu Tyr Ala Ala Thr Tyr Leu Ser Leu20 25<210>5<211>50<212>PRT<213>未知有機體<220><223>未知有機體的描述蛋白質<220><221>不確定<222>(35)<223>未確定氨基酸<400>5Ser Ala Arg Glu Val His Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His Thr1 5 10 15Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg Thr20 25 30Ser Pro Xaa Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala Glu35 40 45Ser 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thuringiensis<400>46gtagaagcag aacaagaagg tatt 24<210>47<211>25<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>47atgtcagcwc gygaagtwca yattg25<210>48<211>23<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>48gtytgaathg tatahgthac atg 23<210>49<211>25<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>49atgttagata cwaataaart wtatg25<210>50<211>29<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>50gtwatttctt cwacttcttc atahgaatg29<210>51<211>341<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>51atgtcaggtc gagaagtaca tattgaaata aacaataaaa cacgtcatac attacaatta 60gaggataaaa ctaaacttag cggcggtaga tggcgaacat cacctacaaa tgttgctcgt 120gatacaatta aaacatttgt agcagaatca catggtttta tgacaggagt agaaggtatt 180atatatttta gtgtaaacgg agacgcagaa attagtttac attttgacaa tccttatata 240ggttctaata aatgtgatgg ttcttctgat aaacctgaat atgaagttat tactcaaagc 300ggatcaggag ataaatctca tgtaacatat actattcaga c 341<210>52<211>113<212>PRT<213>未知有機體<400>52Met Ser Gly Arg Glu Val His Ile Glu Ile Asn Asn Lys Thr Arg His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Ser 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thuringiensis<400>56Met Ser Ala Arg Glu Val His Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly His Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly Asp Ser Asn Lys Pro Gln Tyr Glu Val85 90 95Thr Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110Gln<210>57<211>1103<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>57atgttagata ctaataaagt ttatgaaata agtaatcatg ctaatggact atatgcagca 60acttatttaa gtttagatga ttcaggtgtt agtttaatga ataaaaatga tgatgatatt 120gatgattaca acttaaaatg gtttttattt cctattgatg atgatcaata tattattaca 180agctatgcag caaataattg taaagtttgg aatgttaata atgataaaat aaatgtttcg 240acttattctt taacaaattc aatacaaaaa tggcaaataa aagctaatgg ttcttcatat 300gtaatacaaa gtgataatgg aaaagtctta acagcaggaa ccggtcaagc tcttggattg 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atgaagttac tacccaagga 300ggatcaggaa atcaatctca tgttacttat acaattcaaa 340<210>60<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>60Met Ser Ala Gly Glu Val His Ile Asp Ala Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly His Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly Asp Ser Asn Lys Pro Gln Tyr Glu Val85 90 95Thr Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110Gln<210>61<211>340<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>61tgtcagcacg tgaagtacat attgaaataa acaataaaac acgtcataca ttacaattag 60aggataaaac taaacttagc ggcggtagat ggcgaacatc acctacaaat gttgctcgtg 120atacaattaa aacatttgta gcagaatcac atggttttat gacaggagta gaaggtatta 180tatattttag tgtaaacgga gacgcagaaa ttagtttaca ttttgacaat ccttatatag 240gttctaataa atgtgatggt tcttctgata 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tatgagtggg gtacagaaga aaatcaaaaa 720acaactatta ttaatacagt aggatttcaa attaatgtag attcaggaat gaagtttgag 780gtaccagaag taggaggagg tacagaagaa ataaaaacac aattaaatga agaattaaaa 840gttgaatata gcactgacac caaaataatg aaaaaatatc aagaacactc agagatagat 900aatccaacta atcaaacaat gaattctata ggatttctta cttttacttc tttagaatta 960tatcgatata acggttcgga aattcgtata atgagaatgg aaacttcaga taatgatact 1020tatactctga cctcttatcc aaatcataga gaagcattat tacttctcac aaatcattca 1080tatcaagaag tacmagaaat tacaagggcg aattcttgca gatatccatc acactggcgg 1140gccggtcgag ccttgcatct agaggggccc caatt1175<210>78<211>391<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<220><22l>不確定<222>(242)<223>推導的氨基酸序列中未確定<400>78Met Leu Asp Thr Asn Lys Val Tyr Glu Ile Ser Asn His Ala Asn Gly1 5 10 15Leu Tyr Thr Ser Thr Tyr Leu Ser Leu Asp Asp Ser Gly Val Ser Leu20 25 30Met Gly Gln Asn Asp Glu Asp Ile Asp Glu Xaa Asn Leu Lys Trp Phe35 40 45Leu Phe Pro Ile Asp Asn Asn Gln Tyr Ile Ile Thr Ser Tyr Gly Ala50 55 60Asn Asn Cys Lys Val Trp Asn Val Lys Asn Asp Lys Val 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cacccgtgaa tgttccaaat 120aattcttctg atttatttca agcaggttct gatggagttt tgacaggagt agaaggaata 180ataatttata ctataaatgg agaaatagaa attaccttac attttgacaa tccttatgca 240ggttctaata aatattctgg acgttctagt gatgatgatt ataaagttat aactgaagca 300agagcagaac atagagctaa taatcatgat catgtaactt a 341<210>92<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>92Met Ser Ala Ala Glu Val His Ile Glu Ile Ile Asn His Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Met Asp Lys Arg Thr Arg Leu Ala His Gly Glu Trp Ile20 25 30Ile Thr Pro Val Asn Val Pro Asn Asn Ser Ser Asp Leu Phe Gln Ala35 40 45Gly Ser Asp Gly Val Leu Thr Gly Val Glu Gly Ile Ile Ile Tyr Thr50 55 60Ile Asn Gly Glu Ile Glu Ile Thr Leu His Phe Asp Asn Pro Tyr Ala65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Ser Gly Arg Ser Ser Asp Asp Asp Tyr Lys Val85 90 95Ile Thr Glu Ala Arg Ala Glu His Arg Ala Asn Asn His Asp His Val100 105 110Thr<210>93<211>341<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>93atgtcagatc gcgaagtaca tattgaaata ataaatcata caggtcatac cttacaaatg 60gataaaagaa ctagacttgc 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ataaatcata caggtcatac cttacaaatg 60gataaaagaa ctagacttgc acatggtgaa tggattatta cacccgtgaa tgttccaaat 120aattcttctg atttatttca agcaggttct gatggagttt tgacaggagt agaaggaata 180ataatttata ctataaatgg agaaatagaa attaccttac attttgacaa tccttatgca 240ggttctaata aatattctgg acgttctagt gatgatgatt ataaagttat aactgaagca 300agagcagaac atagagctaa taatcatgat catgtaacat atacgattca aac353<210>96<211>117<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>96Met Ser Ala Arg Glu Val His Ile Glu Ile Ile Asn His Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Met Asp Lys Arg Thr Arg Leu Ala His Gly Glu Trp Ile20 25 30Ile Thr Pro Val Asn Val Pro Asn Asn Ser Ser Asp Leu Phe Gln Ala35 40 45Gly Ser Asp Gly Val Leu Thr Gly Val Glu Gly Ile Ile Ile Tyr Thr50 55 60Ile Asn Gly Glu Ile Glu Ile Thr Leu His Phe Asp Asn Pro Tyr Ala65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Ser Gly Arg Ser Ser Asp Asp Asp Tyr Lys Val85 90 95Ile Thr Glu Ala Arg Ala Glu His Arg Ala Asn Asn His Asp His Val100 105 110Thr Tyr Thr Ile Gln115<210>97<211>353<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>97atgtcagctc gtgaagtaca tattgaaata ataaatcata caggtcatac cttacaaatg 60gataaaagaa ctagacttgc acatggtgaa tggattatta cacccgtgaa tgttccaaat 120aattcttctg atttatttca agcaggttct gatggagttt tgacaggagt agaaggaata 180ataatttata ctataaatgg agaaatagaa attaccttac attttgacaa tccttatgca 240ggttctaata aatattctgg acgttctagt gatgatgatt ataaagttat aactgaagca 300agagcagaac atagagctaa taatcatgat catgtgacat atacaattca aac353<210>98<211>117<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>98Met Ser Ala Arg Glu Val His Ile Glu Ile Ile Asn His Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Met Asp Lys Arg Thr Arg Leu Ala His Gly Glu Trp Ile20 25 30Ile Thr Pro Val Asn Val Pro Asn Asn Ser Ser Asp Leu Phe Gln Ala35 40 45Gly Ser Asp Gly Val Leu Thr Gly Val Glu Gly Ile Ile Ile Tyr Thr50 55 60Ile Asn Gly Glu Ile Glu Ile Thr Leu His Phe Asp Asn Pro Tyr Ala65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Ser Gly Arg Ser Ser Asp Asp Asp Tyr Lys Val85 90 95Ile Thr Glu Ala Arg Ala Glu His Arg Ala Asn Asn His Asp His Val100 105 110Thr Tyr Thr 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caaaactact 600ccatattata ttttaaaaaa atatcaatat tggcaacaag cagtaggaag taatgtagct 660ttacgtccgc atgaaaaaaa atcatatgct tatgagtggg gtacagaaat agatcaaaaa 720acaactatca ttaatacatt aggatttcag attaatatag attcgggaat ggaatttgat 780ataccagaag taggtggagg tacagatgaa ataaaaacac aattaaacga agaattaaaa 840atagaatata gccgtgaaac caaaataatg gaaaaatatc aggaacaatc agagatagat 900aatccaactg atcaatcaat gaattctata ggattcctca ctattacttc tttagaatta 960tatcgatata atggttcgga aattagtgta atgaaaattc aaacttcaga taatgatact 1020tacaatgtga cctcttatcc agatcatcaa caagctctat tacttcttac aaatcattca 1080tatgaacaag tacaagaaat aacaagggcg aatt 1114<210>110<211>371<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>110Met Leu Asp Thr Asn Lys Val Tyr Glu Ile Ser Asn Tyr Ala Asn Gly1 5 10 15Leu His Ala Ala Thr Tyr Leu Ser Leu Asp Asp Ser Gly Val Ser Leu20 25 30Met Asn Lys Asn Asp Asp Asp Ile Asp Asp Tyr Asn Leu Arg Trp Phe35 40 45Leu Phe Pro Ile Asp Asp Asn Gln Tyr Ile Ile Thr Ser Tyr Ala Ala50 55 60Asn Asn Cys Lys Val Trp Asn Val Asn Asn Asp 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agaagcagaa attagtttat attttgacaa tccttattca 240ggttctaata aatatgatgg gcattctaat aaaaatcaat atgaagttat tacccaagga 300ggatcaggaa atcaatctca tgtgacttat acgattcaca c 341<210>118<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<220><221>不確定<222>(242)<223>推導的氨基酸序列中未確定<400>118Met Ser Ala Arg Gln Leu His Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly Thr Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly His Ser Asn Lys Asn Gln Tyr Glu Val85 90 95Ile Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110His<210>119<211>341<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>119atgtcaggtc gtgaagttca tattgatgta aataataaga caggtcatac attacaatta 60gaagataaaa caaaacttga tggtggtaga tggcgaacat cacctacaaa tgttgctaat 120gatcaaatta aaacatttgt agcagaatca catggtttta tgacaggtac agaaggtact 180atatattata gtataaatgg agaagcagaa attagtttat attttgataa tccttattca 240ggttctaata aatatgatgg gcattccaat aaacctcaat atgaagttac tacccaagga 300ggatcaggaa atcaatctca tgtaacgtat actattcaaa c 341<210>120<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>120Met Ser Gly Arg Glu Val His Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly Thr Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly His Ser Asn Lys Pro Gln Tyr Glu Val85 90 95Thr Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110Gln<210>121<211>341<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>121atgtcaggtc gcgaagttga cattgatgta aataataaga caggtcatac attacaatta 60gaagataaaa caaaacttga tggtggtaga tggcgaacat cacctacaaa tgttgctaat 120gatcaaatta aaacatttgt agcagaatca catggtttta tgacaggtac agaaggtact 180atatattata gtataaatgg agaagcagaa attagtttat attttgataa tccttattca 240ggttctaata aatatgatgg gcattccaat aaacctcaat atgaagttac tacccaagga 300ggatcaggaa atcaatctca tgtcacatat acgattcaaa c 341<210>122<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>122Met Ser Gly Arg Glu Val Asp Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly Thr Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly His Ser Asn Lys Pro Gln Tyr Glu Val85 90 95Thr Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110Gln<210>123<211>341<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>123atgtcagcac gtgaagtaga tattgatgta aataataaga caggtcatac attacaatta 60gaagataaaa caaaacttga tggtggtaga tggcgaacat cacctacaaa tgttgctaat 120gatcaaatta aaacatttgt agcagaatca catggtttta tgacaggtac agaaggtact 180atatattata gtataaatgg agaagcagaa attagtttat attttgataa tccttattca 240ggttctaata aatatgatgg gcattccaat aaacctcaat atgaagttac tacccaagga 300ggatcaggaa atcaatctca tgtaacgtat acgattcaaa c 341<210>124<211>113<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>124Met Ser Ala Arg Glu Val Asp Ile Asp Val Asn Asn Lys Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Leu Glu Asp Lys Thr Lys Leu Asp Gly Gly Arg Trp Arg20 25 30Thr Ser Pro Thr Asn Val Ala Asn Asp Gln Ile Lys Thr Phe Val Ala35 40 45Glu Ser His Gly Phe Met Thr Gly Thr Glu Gly Thr Ile Tyr Tyr Ser50 55 60Ile Asn Gly Glu Ala Glu Ile Ser Leu Tyr Phe Asp Asn Pro Tyr Ser65 70 75 80Gly Ser Asn Lys Tyr Asp Gly His Ser Asn Lys Pro Gln Tyr Glu Val85 90 95Thr Thr Gln Gly Gly Ser Gly Asn Gln Ser His Val Thr Tyr Thr Ile100 105 110Gln<210>125<211>1103<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>125atgttagata ctaataaagt ttatgaaata agtaatcatg ctaatggact atatgcagca 60acttatttaa gtttagatga ttcaggtgtt agtttaatga ataaaaatga tgatgatatt 120gatgattata acttaaaatg gtttttattt cctattgatg atgatcaata tattattaca 180agctatgcag caaataattg taaagtttgg aatgttaata atgataaaat aaatgtttcg 240acttattctt caacaaattc aatacaaaaa tggcaaataa aagctaatgg ttcttcatat 300gtaatacaaa gtgataatgg aaaagtctta acagcaggaa ccggtcaagc tcttggattg 360atacgtttaa ctgatgaatc ctcaaataat cccaatcaac aatggaattt aacttctgta 420caaacaattc aacttccaca aaaacctata atagatacaa aattaaaaga ttatcccaaa 480tattcaccaa ctggaaatat agataatgga acatctcctc aattaatggg atggacatta 540gtaccttgta ttatggtaaa tgatccaaat atagataaaa atactcaaat taaaactact 600ccatattata ttttaaaaaa atatcaatat tggcaacgag cagtaggaag taatgtagct 660ttacgtccac atgaagaaaa atcatatact tatgaatggg gaacagaaat agatcaaaaa 720acaacaatca taaatacatt aggatttcaa atcaatatag attcaggaat gaaatttgat 780ataccagaag taggtggagg tacagatgaa ataaaaacac aactaaatga agaattaaaa 840atagaatata gtcgtgaaac taaaataatg gaaaaatatc aagaacaatc tgaaatagat 900aatccaactg atcaaccaat gaattctata ggatttctta ctattacttc tttagaatta 960tatagatata atggctcaga aattcgtata atgcaaattc aaacctcaga taatgatact 1020tataatgtta cttcttatcc agatcatcaa caagctttat tacttcttac aaatcattca 1080tatgaagaac ttgaagaaat tag 1103<210>126<211>367<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>126Met Leu Asp Thr Asn Lys Val Tyr Glu Ile Ser Asn His Ala Asn Gly1 5 10 15Leu Tyr Ala Ala Thr Tyr Leu Ser Leu Asp Asp Ser Gly Val Ser Leu20 25 30Met Asn Lys Asn Asp Asp Asp Ile Asp Asp Tyr Asn Leu Lys Trp Phe35 40 45Leu Phe Pro Ile Asp Asp Asp Gln Tyr Ile Ile Thr Ser Tyr Ala Ala50 55 60Asn Asn Cys Lys Val Trp Asn Val Asn Asn Asp Lys Ile Asn Val Ser65 70 75 80Thr Tyr Ser Ser Thr Asn Ser Ile Gln Lys Trp Gln Ile Lys Ala Asn85 90 95Gly Ser Ser Tyr Val Ile Gln Ser Asp Asn Gly Lys Val Leu Thr Ala100 105 110Gly Thr Gly Gln Ala Leu Gly Leu Ile Arg Leu Thr Asp Glu Ser Ser115 120 125Asn Asn Pro Asn Gln Gln Trp Asn Leu Thr Ser Val Gln Thr Ile Gln130 135 140Leu Pro Gln Lys Pro Ile Ile Asp Thr Lys Leu Lys Asp Tyr Pro Lys145 150 155 160Tyr Ser Pro Thr Gly Asn Ile Asp Asn 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gcgaggtgca catcgacgtg aacaacaaga ccggccacac cctccagctg 60gaggacaaga ccaagctcga cggcggcagg tggcgcacct ccccgaccaa cgtggccaac 120gaccagatca agaccttcgt ggccgaatcc aacggcttca tgaccggcac cgagggcacc 180atctactact ccatcaacgg cgaggccgag atcagcctct acttcgacaa cccgttcgcc 240ggctccaaca aatacgacgg ccactccaac aagtcccagt acgagatcat cacccagggc 300ggctccggca accagtccca cgtgacctac accatccaga ccacctcctc ccgctacggc 360cacaagtcc 369<210>128<211>1149<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>128atgctcgaca ccaacaaggt gtacgagatc agcaaccacg ccaacggcct ctacgccgcc 60acctacctct ccctcgacga ctccggcgtg tccctcatga acaagaacga cgacgacatc 120gacgactaca acctcaagtg gttcctcttc ccgatcgacg acgaccagta catcatcacc 180tcctacgccg ccaacaactg caaggtgtgg aacgtgaaca acgacaagat caacgtgtcc 240acctactcct ccaccaactc catccagaag tggcagatca aggccaacgg ctcctcctac 300gtgatccagt ccgacaacgg caaggtgctc accgccggca ccggccaggc cctcggcctc 360atccgcctca ccgacgagtc ctccaacaac ccgaaccagc aatggaacct gacgtccgtg 420cagaccatcc agctcccgca gaagccgatc atcgacacca agctcaagga ctacccgaag 480tactccccga ccggcaacat cgacaacggc acctccccgc agctcatggg ctggaccctc 540gtgccgtgca tcatggtgaa cgacccgaac atcgacaaga acacccagat caagaccacc 600ccgtactaca tcctcaagaa gtaccagtac tggcagaggg ccgtgggctc caacgtcgcg 660ctccgcccgc acgagaagaa gtcctacacc tacgagtggg gcaccgagat cgaccagaag 720accaccatca tcaacaccct cggcttccag atcaacatcg acagcggcat gaagttcgac 780atcccggagg tgggcggcgg taccgacgag atcaagaccc agctcaacga ggagctcaag 840atcgagtact cccacgagac gaagatcatg gagaagtacc aggagcagtc cgagatcgac 900aacccgaccg accagtccat gaactccatc ggcttcctca ccatcacctc cctggagctc 960taccgctaca acggctccga gatccgcatc atgcagatcc agacctccga caacgacacc 1020tacaacgtga cctcctaccc gaaccaccag caggccctgc tgctgctgac caaccactcc 1080tacgaggagg tggaggagat caccaacatc ccgaagtcca ccctcaagaa gctcaagaag 1140tactacttc 1149<210>129<211>357<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>129atgtccgccc gcgaggtgca catcgagatc aacaacaaga cccgccacac cctccagctc 60gaggacaaga ccaagctctc cggcggcagg tggcgcacct ccccgaccaa cgtggcccgc 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thuringiensis<400>132gtccatccca ttaattgagg ag 22<210>133<211>399<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>133atgtcagcac gtgaagtaca cattgaaata ataaatcata caggtcatac cttacaaatg 60gataaaagaa ctagacttgc acatggtgaa tggattatta cacccgtgaa tgttccaaat 120aattcttctg atttatttca agcaggttct gatggagttt tgacaggagt agaaggaata 180ataatttata ctataaatgg agaaatagaa attcccttac attttgacaa tccttatgca 240ggttctaata aatattctgg acgttctagt gatgatgatt ataaagttat aactgaagca 300agagcagaac atagagctaa taatcatgat catgtaacat atacagttca aagaaacata 360tcacgatata ccaataaatt atgttctaat aactcctaa399<210>134<211>132<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>134Met Ser Ala Arg Glu Val His Ile Glu Ile Ile Asn His Thr Gly His1 5 10 15Thr Leu Gln Met Asp Lys Arg Thr Arg Leu Ala His Gly Glu Trp Ile20 25 30Ile Thr Pro Val Asn Val Pro Asn Asn Ser Ser Asp Leu Phe Gln Ala35 40 45Gly Ser Asp Gly Val Leu Thr Gly Val Glu Gly Ile Ile Ile Tyr Thr50 55 60Ile Asn Gly Glu Ile Glu Ile Pro Leu His Phe Asp Asn Pro Tyr Ala65 70 75 80Gly Ser Asn Lys 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gaaaaaatat caacgttggg tacttgcaac aggaagtggt 660ctatctgtac ctgcacatgt caaatcaact ttcgaatacg aatggggaac agacacagat 720caaaaaacca gtgtaataaa tacattaggt tttcaaatta atacagatac aaaattaaaa 780gctactgtac cagaagtagg tggaggtaca acagatataa gaacacaaat cactgaagaa 840cttaaagtag aatatagtag tgaaaataaa gaaatgcgaa aatataaaca aagctttgac 900gtagacaact taaattatga tgaagcacta aatgctgtag gatttattgt tgaaacttca 960ttcgaattat atcgaatgaa tggaaatgtc cttataacaa gtataaaaac tacaaataaa 1020gacacctata atacagttac ttatccaaat cataaagaag ttttattact tcttacaaat 1080cattcttatg aagaagtaac agcactaact ggcatttcca aagaaagact tcaaaatctt 1140aaaaacaatt ggaaaaaaag ataa1164<210>136<211>387<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>136Met Ile Glu Thr Asn Lys Ile Tyr Glu Ile Ser Asn Lys Ala Asn Gly1 5 10 15Leu Tyr Ala Thr Thr Tyr Leu Ser Phe Asp Asn Ser Gly Val Ser Leu20 25 30Leu Asn Lys Asn Glu Ser Asp Ile Asn Asp Tyr Asn Leu Lys Trp Phe35 40 45Leu Phe Pro Ile Asp Asn Asn Gln Tyr Ile Ile Thr Ser Tyr Gly Val50 55 60Asn Lys Asn Lys Val Trp 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atcagagagt tctaaccaac aatggaattt aatccctgta 420caaacaattt cactcccaca aaaacctaaa atagataaaa aattaaaaga tcatcctgaa 480tattcagaaa ccggaaatat agctactgga acaattcctc aattaatggg atggacatta 540gtaccttgta ttatggtaaa tgatccaaaa ataggtaaaa acactcaaat taaaactact 600ccatattata tttttaaaaa atatcaatac tggaaacgag caataggaag taatgtatct 660ttacttccac atcaaaaaaa atcatatgat tatgagtggg gtacagaaga aaatcaaaaa 720acaactatta ttaatacagt aggatttcaa attaatgtag attcaggaat gaagtttgag 780gtaccagaag taggaggagg tacagaagaa ataaaaacac aattaaatga agaattaaaa 840gttgaatata gcactgacac caaaataatg aaaaaatatc aagaacactc agagatagat 900aatccaacta atcaaacaac gaattctata ggatttctta cttttacttc tttagaatta 960tatcgatata acggttcgga aattcgtata atgagaatgg aaacttcaga taatgatact 1020tatactctga cctcttatcc aaatcataga gaagcattat tacttctcac aaatcattct 1080tatcaagaag taagccgaat tccagcacac tggcggccgt tactagtgga tccgagctcg 1140gtaccaagct tggcgtaa 1158<210>140<211>385<212>PRT<213>Bacillus thuringiensis<400>140Met Leu Asp Thr Asn Lys Ile Tyr Glu Ile 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1080tatgaagaag tagaagaaat aacaaatatt cctaaaagta cactaaaaaa attaaaaaaa 1140tattatttta tgtcagcacg tgaagtacac attgatgtaa ataataagac aggtcataca 1200ttacaattag aagataaaac aaaacttgat ggtggtagat ggcgaacatc acctacaaat 1260gttgctaatg atcaaattaa aacatttgta gcagaatcaa atggttttat gacaggtaca 1320gaaggtacta tatattatag tataaatgga gaagcagaaa ttagtttata ttttgacaat 1380ccttttgcag gttctaataa atatgatgga cattccaata aatctcaata tgaaattatt 1440acccaaggag gatcaggaaa tcaatctcat gttacgtata ctattcaaac cacatcctca 1500cgatatgggc ataaatcata a 1521<210>161<211>23<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>161gatratratc aatatattat tac 23<210>162<211>20<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>162caaggtarta atgtccatcc 20<210>163<211>24<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>163gatgatgrtm rakwwattat trca24<210>164<211>24<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>164gatgatgrtm ratatattat trca24<210>165<211>23<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>165ggawgkrcdy twdtmccwtg tat 23<210>166<211>23<212>DNA<213>Bacillus thuringiensis<400>166ggawgkacry tadtaccttg tat 2權利要求
1.編碼殺蟲蛋白的分離多核苷酸,其中所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列SEQ ID NO52、SEQ ID NO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159,及其變體。
2.編碼殺蟲蛋白的分離多核苷酸,其中所述多核苷酸的互補鏈與選自下組的核苷酸序列可發生雜交SEQ ID NO46、SEQ ID NO47、SEQ ID NO48、SEQ ID NO49、SEQ ID NO50、SEQ ID NO51、SEQ ID NO53、SEQ ID NO55、SEQ ID NO57、SEQ ID NO59、SEQ ID NO61、SEQ ID NO63、SEQ ID NO65、SEQ ID NO67、SEQ ID NO69、SEQ ID NO71、SEQ ID NO73、SEQ ID NO75、SEQ ID NO77、SEQ ID NO79、SEQ ID NO81、SEQ ID NO83、SEQ ID NO85、SEQ ID NO87、SEQ ID NO89、SEQ ID NO91、SEQ ID NO93、SEQ ID NO95、SEQ ID NO97、SEQ ID NO99、SEQ ID NO101、SEQ ID NO103、SEQ ID NO105、SEQ ID NO107、SEQ ID NO109、SEQ ID NO111、SEQ ID NO113、SEQ ID NO115、SEQ ID NO117、SEQ ID NO119、SEQ ID NO121、SEQ ID NO123、SEQ ID NO125、SEQ ID NO131、SEQ ID NO132、SEQ ID NO133、SEQ ID NO135、SEQ ID NO137、SEQ ID NO139、SEQ ID NO141、SEQ ID NO143、SEQ ID NO145、SEQ ID NO147、SEQ ID NO149、SEQ ID NO151、SEQ ID NO153、SEQ ID NO155、SEQ ID NO156、SEQ ID NO157、SEQ ID NO158、SEQ ID NO160、SEQ ID NO161、SEQ ID NO162、SEQ ID NO163、SEQ ID NO164、SEQ ID NO165、和SEQ ID NO166。
3.一種分離的殺蟲蛋白,其中所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列SEQ ID NO52、SEQ ID NO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159,及其變體。
4.包含分離多核苷酸的轉基因宿主細胞,其中所述細胞是植物細胞或微生物細胞,而且所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列SEQID NO52、SEQ ID NO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ IDNO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159,及其變體。
5.權利要求4的轉基因宿主細胞,其中所述細胞表達分離的、大約10-15kDa的殺蟲蛋白和分離的、大約40-50kDa的殺蟲蛋白。
6.權利要求4的轉基因宿主細胞,其中所述細胞是植物細胞。
7.權利要求4的轉基因宿主細胞,其中所述宿主細胞是玉米細胞。
8.權利要求4的轉基因宿主細胞,其中所述宿主細胞是玉米根細胞。
9.權利要求4的轉基因宿主細胞,其中所述宿主細胞是微生物細胞。
10.控制非哺乳類害蟲的方法,其中所述方法包括將所述害蟲與分離的殺蟲蛋白進行接觸,其中所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列SEQ ID NO52、SEQ ID NO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159,及其變體。
11.權利要求10的方法,其中所述方法包括將所述害蟲與大約10-15kDa的殺蟲蛋白和40-50kDa的殺蟲蛋白進行接觸,其中至少一種所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列SEQ ID NO52、SEQ IDNO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159,及其變體。
12.權利要求10的方法,其中所述害蟲是鞘翅目害蟲。
13.權利要求10的方法,其中所述害蟲是玉米根蟲。
14.權利要求10的方法,其中所述害蟲是玉米幼芽根葉甲。
15.權利要求10的方法,其中所述害蟲是鱗翅目害蟲。
16.一種分離的殺蟲蛋白,其中所述蛋白質可由選自下組的蘇云金芽孢桿菌分離物獲得PS185GG、PS18761、PS187Y2、PS201G,PS201HH2,PS242K10,PS69Q,KB54A1-6,KR589,PS185L12,PS185W3,PS187L14,PS186FF,PS131W2,PS158T3,PS158X10,PS185FF,PS187F3,PS201H2,PS201L3,PS203G2,PS203J1,PS204C3,PS204G4,PS204I11,PS204J7,PS236B6,PS246P42,KR1209,和KR1369.
17.編碼殺蟲蛋白的分離多核苷酸,其中所述蛋白質可由選自下組的蘇云金芽孢桿菌分離物獲得PS185GG,PS187G1,PS187Y2,PS201G,PS201HH2,PS242K10,PS69Q,KB54A1-6,KR589,PS185L12,PS185W3,PS187L14,PS186FF,PS131W2,PS158T3,PS158X10,PS185FF,PS187F3,PS201H2,PS201L3,PS203G2,PS203J1,PS204C3,PS204G4,PS204I11,PS204J7,PS236B6,PS246P42,KR1209,和KR1369.
18.選自下組的蘇云金芽孢桿菌分離物的生物學純培養物PS185GG,PS187G1,PS187Y2,PS201G,PS201HH2,PS242K10,PS69Q,KB54A1-6,KR589,PS185L12,PS185W3,PS187L14,PS186FF,PS131W2,PS158T3,PS158X10,PS185FF,PS187F3,PS201H2,PS201L3,PS203G2,PS203J1,PS204C3,PS204G4,PS204I11,PS204J7,PS236B6,PS246P42,KR1209,和KR1369.
19.編碼殺蟲蛋白的分離多核苷酸,其中所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列的至少10個連續氨基酸SEQ ID NO52、SEQ ID NO54、SEQ ID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ ID NO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159。
20.編碼殺蟲蛋白的分離多核苷酸,其中所述多核苷酸包含選自下組的核苷酸序列的至少10個連續核苷酸SEQ ID NO46、SEQ ID NO47、SEQ ID NO48、SEQ ID NO49、SEQ ID NO50、SEQ ID NO51、SEQ ID NO53、SEQ ID NO55、SEQ ID NO57、SEQ ID NO59、SEQ ID NO61、SEQ ID NO63、SEQ ID NO65、SEQ ID NO67、SEQ ID NO69、SEQ ID NO71、SEQ ID NO73、SEQ ID NO75、SEQ ID NO77、SEQ ID NO79、SEQ ID NO81、SEQ ID NO83、SEQ ID NO85、SEQ ID NO87、SEQ ID NO89、SEQ ID NO91、SEQ ID NO93、SEQ ID NO95、SEQ ID NO97、SEQ ID NO99、SEQ ID NO101、SEQ ID NO103、SEQ ID NO105、SEQ ID NO107、SEQID NO109、SEQ ID NO111、SEQ ID NO113、SEQ ID NO115、SEQ ID NO117、SEQ ID NO119、SEQ ID NO121、SEQ ID NO123、SEQ ID NO125、SEQ ID NO131、SEQ ID NO132、SEQ ID NO133、SEQ ID NO135、SEQ ID NO137、SEQ ID NO139、SEQ ID NO141、SEQ ID NO143、SEQ ID NO145、SEQ ID NO147、SEQ ID NO149、SEQ ID NO151、SEQ ID NO153、SEQ ID NO155、SEQ ID NO156、SEQ ID NO157、SEQ ID NO158、SEQ ID NO160、SEQ ID NO161、SEQ ID NO162、SEQ ID NO163、SEQ ID NO164、SEQ ID NO165、和SEQ ID NO166。
21.一種分離的殺蟲蛋白,其中所述蛋白質包含選自下組的氨基酸序列的至少10個連續氨基酸SEQ ID NO52、SEQ ID NO54、SEQID NO56、SEQ ID NO58、SEQ ID NO60、SEQ ID NO62、SEQ IDNO64、SEQ ID NO66、SEQ ID NO68、SEQ ID NO70、SEQ ID NO72、SEQ ID NO74、SEQ ID NO76、SEQ ID NO78、SEQ ID NO80、SEQ ID NO82、SEQ ID NO84、SEQ ID NO86、SEQ ID NO88、SEQ ID NO90、SEQ ID NO92、SEQ ID NO94、SEQ ID NO96、SEQ ID NO98、SEQ ID NO100、SEQ ID NO102、SEQ ID NO104、SEQ ID NO106、SEQ ID NO108、SEQ ID NO110、SEQ ID NO112、SEQ ID NO114、SEQ ID NO116、SEQ ID NO118、SEQ ID NO120、SEQ ID NO122、SEQ ID NO124、SEQ ID NO126、SEQ ID NO134、SEQ ID NO136、SEQ ID NO138、SEQ ID NO140、SEQ ID NO142、SEQ ID NO144、SEQ ID NO146、SEQ ID NO148、SEQ ID NO150、SEQ ID NO152、SEQ ID NO154、SEQ ID NO159。
全文摘要
本發明涉及殺蟲活性蛋白質的新種類,及編碼這些蛋白質的多核苷酸序列。在優選的實施方案中,這些殺蟲蛋白的分子量為大約40-50kDa和大約10-15kDa。
文檔編號A01H1/00GK1408023SQ00801757
公開日2003年4月2日 申請日期2000年8月21日 優先權日1999年8月20日
發明者K·E·納瓦, H·E·施奈普, M·克努斯, M·R·保拉德, G·A·卡迪尼奧, G·E·史瓦伯, T·E·米歇爾斯, 李 S·芬斯塔德, P·迪耶爾, J·杜吉洛, L·斯坦普, R·A·赫爾曼 申請人:麥考根公司