植物寄生线虫(plant-parasitic nematodes)分布广泛，并且种类多、数量大，对农业生产造成了巨大的经济损失。目前，防治植物寄生线虫的手段很多，其中，生物防治具有高效、安全的特点，越来越受到人们的关注和重视。苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)代表了一种重要的生防细菌，不仅可以防治昆虫类害虫，还可以防治植物寄生线虫和动物寄生线虫。Bt具有多种针对线虫的毒素和毒力因子，包括蛋白类和小分子类等；其中，受关注度最高的是杀虫晶体蛋白(Cry蛋白)，主要分为Cry5蛋白家族和Cry6蛋白家族。
　　目前，关于Cry蛋白杀线虫机制的研究非常有限，主要包括以下进展：杀虫晶体蛋白Cry6A可以通过细胞坏死途径引起秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的死亡；杀虫晶体蛋白Cry5B可以结合秀丽隐杆线虫的糖脂受体，从而在线虫肠道细胞膜上形成孔洞，进而导致线虫死亡。关于Cry6A识别的受体和Cry5B的胞内杀线虫机制还没有报导，本研究主要围绕这两个Cry蛋白杀线虫机制的未知领域进行展开。
　　由于营自由生活的秀丽隐杆线虫的遗传操作简单，同时其与植物寄生线虫具有较高同源性，对植物寄生线虫的研究具有较强的指导作用，因此本研究选择了秀丽隐杆线虫作为研究Cry蛋白的靶标线虫，分别对Cry6A和Cry5B的杀线虫机制进行了研究。主要内容和结果如下：
　　1.发现秀丽隐杆线虫中GPI锚定蛋白RBT-1是Cry6A杀线虫过程中的功能受体。
　　第一，RBT-1可以与Cry6A发生相互作用。
　　由于已报导的Cry蛋白受体主要是GPI锚定蛋白，本研究把Cry6A受体的筛选范围选定在线虫的GPI锚定蛋白。通过亲和层析筛选秀丽隐杆线虫的GPI锚定蛋白，本研究发现一个与Cry6A相互作用的蛋白。经LC-MS/MS鉴定，该蛋白是编号为F35E12.10(本文中简称为RBT-1，ReceptorforBacillusthuringiensisCryToxin)的未知功能蛋白。RBT-1位于线虫肠道细胞膜脂筏，具有N端信号肽以及糖基化位点。Western杂交和ELISA的结果进一步证明RBT-1和Cry6A之间具有相互作用，其互作的解离常数约为21.5nM。
　　第二，RBT-1参与了Cry6A的杀虫过程。
　　通过罗丹明标记Cry6A的示踪实验，证明RBT-1参与了Cry6A在线虫肠道细胞的内化过程，同时表明RBT-1可以介导Cry6A与线虫肠道细胞膜互作。通过碘化丙啶的示踪实验，本研究发现RBT-1参与了Cry6A在线虫肠道细胞的穿孔过程。线虫生测结果显示，rbt-1突变可以导致线虫对Cry6A产生抗性，表明RBT-1可以介导Cry6A的杀线虫活性。
　　这些结果表明，RBT-1是Cry6A在杀线虫过程中的特异性受体，代表了一类新的Cry蛋白受体。
　　2.线粒体是Cry5B杀线虫的细胞内靶标。
　　目前，Cry5B在杀线虫过程中的受体已经鉴定出来，但Cry5B在杀线虫过程中是否引起以及如何引起胞内病变的研究还未见报导。本研究开展了Cry5B的胞内杀虫机制的研究，并通过细胞生物学、分子生物学和遗传学等手段，发现线粒体是Cry5B的重要杀虫靶标。
　　第一，Cry5B作用于线虫后，可以抑制线虫线粒体呼吸链复合物I的活性，并进一步降低了线虫的线粒体膜电势；呼吸链活性抑制与膜电势下降都与Cry5B的杀线虫过程相关。
　　第二，Cry5B可以减少活性氧(ROS)产生；线虫生测结果表明，ROS可以增强Cry5B的杀线虫活性。
　　第三，Cry5B可以引起线粒体分裂，且该形态变化是由线粒体膜电势下降引起的；线粒体分裂也是Cry5B杀虫过程的一部分。
　　第四，Cry5B引起的线粒体膜电势下降能够引起线粒体数量下降，线粒体数量下降也与Cry5B杀虫过程相关。
　　第五，局部性的Cry5B穿孔活性可以对线虫引起系统性的破坏，代表了一种新的Cry蛋白致病效应。
　　这些结果表明，Cry5B在杀线虫过程中会引起靶标害虫的胞内病变，而且线粒体是对Cry5B敏感的线虫细胞器，是Cry5B杀线虫的重要的胞内靶标。这些发现阐释了Cry蛋白的新杀虫机制。