昆虫病原线虫共生菌是一种寄存于昆虫病原线虫(Entomopathogenic Nematodes, EPNs)肠道内的共生细菌,革兰氏染色阴性,属肠道杆菌科(Enterobacteriaceae)。线虫携带共生菌进入寄主昆虫体内,并将共生菌释放到寄主的血腔中;共生菌在昆虫血腔内繁殖,产生杀虫毒素,导致昆虫患败血症并在48h内死亡;共生菌能分解寄主的营养物质,提供线虫所需的营养;同时共生菌产生的抗菌素,能抑制其它杂菌的侵染,为线虫的生长、发育和繁殖提供理想的环境。 嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila)HB310菌株是从河北省土壤中筛选出的一株对多种昆虫具有高毒力的昆虫病原线虫共生菌。利用85%饱和硫酸铵盐析法获得该菌胞内蛋白提取物,生物测定结果表明其具有胃毒活性和血腔杀虫活性。通过制备型非变性凝胶电泳对胞内蛋白提取物进行分离和纯化,得到了4种有杀虫活性的蛋白毒素(毒素Ⅰ、毒素Ⅱ、毒素Ⅲ、毒素Ⅶ)。毒素Ⅰ和毒素Ⅱ对棉铃虫初孵幼虫、3龄小菜蛾、4龄菜青虫有明显的胃毒活性,但没有血腔毒性;毒素Ⅲ和毒素Ⅶ对5龄大蜡螟、5龄棉铃虫幼虫有很强的血腔注射毒性,但没有胃毒活性。 经毒素Ⅱ饲喂处理的4龄棉铃虫幼虫,食量减少,发育迟缓,但可正常化蛹。从棉铃虫中肠切片和围食膜解剖可以观察到:6h后围食膜前端破碎,中肠柱状细胞伸长;处理12h后中肠围食膜消失,柱状细胞严重变形,顶端出现大量囊泡;随着时间推移,中肠柱状细胞排列疏松混乱,囊泡脱落进入肠腔;随着毒素作用的逐渐减弱以及棉铃虫中肠细胞自身的修复再生,处理72h后棉铃虫中肠围食膜又重新出现。以同样剂量的毒素Ⅱ饲喂处理的3龄小菜蛾和4龄菜青虫幼虫制作中肠切片观察,也发现了类似的破坏作用,但由于不同昆虫对毒素的敏感性不同,毒素Ⅱ对小菜蛾、菜青虫中肠组织的破坏作用较严重,最终只剩下底膜。 血腔注射实验表明,不同的毒素导致昆虫死亡的症状不一样:血腔注射毒素Ⅲ后,大蜡螟5龄幼虫虫体很快变成灰黑色,随后开始失水、变软,12h后开始死亡,解剖后血腔组织明显变黑,血淋巴变成灰褐色,血细胞被破坏;血腔注射毒素Ⅶ后,大蜡螟5龄幼虫呼吸急促,快速死亡,虫体不变色,解剖后组织的颜色与正常大蜡螟颜色一样,血淋巴的颜色没有变化,血细胞没有被破坏。可能这两种血腔毒素作用机理不同。