苏云金杆菌厂家注意！解旋酶RecG可助力抗紫外线Bt菌株开发

作者：黄文祥

微信：15062277028

邮箱：723600539@qq.com

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）作为一种微生物杀虫剂，其销量占据整个生物杀虫剂的95%，由于对人、畜及害虫天敌极少或完全没有毒害作用，且不污染环境，在农业、林业、卫生害虫的生物防治中占有重要地位。

苏云金芽孢杆菌通过内生芽孢进行增殖，在形成芽孢的同时可以形成一个或多个不同形态、具杀虫活性的的伴孢晶体蛋白（ICPs）。然而，芽孢和ICPs在紫外光（UV）条件下极易降解，导致Bt存在喷施后作用时间短的弊端，为了提高杀虫效果往往需要多次使用，这就大大增加了使用成本，限制了其在世界范围内的应用。正因如此，抗紫外线也一直是Bt研究的热点。

近期，闽台作物生态病虫害防治国家重点实验室&福建农林大学生命科学学院的最新科研成果表明，解旋酶RecG参与调控苏云金芽孢杆菌对紫外线的抗性，这对于抗紫外线Bt的开发具有重要的指导意义。

RecG是生物体内的一种DNA解旋酶，其已被证明参与多种生物的DNA复制叉修复过程，目前对于其在苏云金芽孢杆菌（Bt）中的认识还很有限。该实验室的前期研究发现，Bt菌株LLP29在紫外线下连续增殖19代后的菌株对紫外线的抵抗力增强，而该菌株的RecG酶则被发现受损。

为了进一步了解RecG在Bt-LLP29抗紫外线中的作用机理，研究人员利用同源重组技术分别将该酶的编码基因从Bt-LLP29菌株中进行敲除和回补，构建了RecG缺失突变体（Bt ΔrecG-LLP29）和回补株系（Bt recG-R）。通过比较不同突变体和原菌株对逆境条件的抗性，发现RecG缺失突变体BtΔrecG-LLP29对UV的耐受性显著低于原始菌株Bt-LLP29和回补株系Bt recG-R；同时，缺失突变体的增殖速度也比其他供试菌株慢，究其原因，是由于受到紫外线照射后损伤的DNA无法被修复，导致DNA复制受阻从而影响菌株的生长增殖。缺失突变体菌株对过氧化氢（H2O2）的敏感性也高于原始菌株Bt-LLP29和回补株系Bt recG-R；当H2O2达到一定浓度时，缺失突变体菌株的增殖几乎停滞，而原始菌株和回补菌株仍具有较高的活性；这表明缺失突变体菌株对强氧化环境的抵抗力明显减弱，也证明了RecG在Bt抗氧化过程中的功能，其原因可能是RecG的缺失导致H2O2过氧化氢酶活性降低从而影响了菌株对H2O2的抗性。通过荧光定量PCR（RT-qPCR）检测不同强度紫外线处理下的Bt菌株中RecG的表达水平，发现RecG缺失突变体中RecG的表达水平几乎为零，明显低于原始菌株和回补株系；当暴露于紫外线下20 min时，原始菌株Bt-LLP29和回补株系的RecG表达水平最高，二者的解旋酶活性也高于RecG基因缺失突变体；随着UV暴露时间的增加，RecG的表达先上升然后下降，这可能表明RecG在DNA修复的早期主要起着更重要的作用。

近年来，对环境危害友好的生物农药已成为研究的热点。在生物农药使用过程中，紫外线很容易将生物农药降解，从而大大减弱生物农药的使用效果，因此，鉴定抗紫外线基因可以大大促进抗紫外线生物农药的研发和使用。该项研究的结果表明，RecG与Bt的抗紫外线能力有关，这是关于Bt中RecG的第一个报告，它不仅有助于我们进一步了解Bt的抗紫外线功能，而且还为抗紫外线降解的生物农药研发奠定了基础。