苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)在形成芽胞的同时能够产生杀虫晶体蛋白。目前，对于Bt杀虫晶体蛋白的研究主要集中在它的杀虫机理及其与靶标昆虫的相互作用方面。随着Bt杀虫剂的长期使用，昆虫对其产生的抗性受到人们的广泛关注与深入研究。在多种抗性管理策略中，筛选新的Bt杀虫菌株并挖掘杀虫新基因以及通过基因工程技术构建新型杀虫毒素，已经成为延缓害虫对Bt杀虫剂产生抗性的有效方法。　　 利用本研究室建立的聚丙烯酰胺凝胶包埋联合质谱检测技术，分析了对蚊虫具有高毒力的Bt杰加森亚种（Bt subsp.jegathesan）367菌株伴胞晶体的原毒素组成。结果表明，该菌株产生的伴胞晶体含有8种原毒素(Cry11Ba、Cry19Aa、Cry24Aa、Cry25Aa、Cry30Ca、Cry60Aa、 Cry60Ba和Cyt2Bb)，其中3种(Cry30Ca、Cry60Aa和Cry60Ba)在该菌株中未曾报道。序列分析发现Cry30Ca和Cry60Aa的编码序列为新基因（GenBank登录号分别为GQ368655和GQ398500）。在Bt杰加森亚种367菌株中，这3种新发现原毒素的编码序列呈现出cry30Ca-gap-orf2和cry60Ba-gap-cry60Aa的结构特征。将其编码基因克隆后分别在大肠杆菌BL21(DE3)及Bt无晶体菌株中实现了高量表达。在Bt无晶体菌株中单独表达Cry30Ca时，其表达量很低且不能形成可见包涵体，当与ORF2蛋白共表达时，Cry30Ca的表达量提高5.9倍且能形成大的包涵体，这一结果表明ORF2蛋白对于Cry30Ca的稳定表达具有重要作用。Cry60Aa和Cry60Ba在Bt无晶体菌株中单独表达和共表达时，都能大量表达并形成明显的包涵体。毒力生测结果表明，Cry60Aa和Cry60Ba在单独作用和同时作用时均对致倦库蚊（Culex quinquefasciatus）表现出一定的杀虫活性，而Cry30Ca对该蚊虫则没有毒杀活性。　　 来自Bt以色列亚种(Bt subsp.israelensis)的Cry11Aa毒素和Bt杰加森亚种的Cry11Ba毒素对蚊虫具有很高的毒杀活性。为了研究Cry11Aa和Cry11Ba不同结构域的功能，并通过在这两个毒素之间进行结构域置换来构建新型杀虫蛋白，本研究利用定点突变技术在Cry11Aa与Cry11Ba的DomainⅠ和Ⅱ编码序列的连接位置引入了ClaⅠ酶切位点及DomainⅡ和Ⅲ编码序列的连接位置引入了AftⅡ酶切位点，由此构建出6种杂合毒素:BAA、ABA、AAB、ABB、BAB和BBA。在Bt无晶体菌株中进行表达时，除ABA和ABB外，其余4种杂合毒素均能获取预期表达。将亲本毒素和杂合毒素对埃及伊蚊(Aedes aegypti)及致倦库蚊进行生测，发现亲本毒素Cry11Ba对以上两种蚊虫均表现出很高的杀虫毒力，Cry11Aa与杂合毒素AAB对以上两种蚊虫均表现相似的中等毒力，而其它杂合毒素均没有毒力。这一研究表明Cry11Ba的3个结构域共存对于其毒力具有重要作用，而Cry11 Aa的结构域Ⅲ可以被Cry11 Ba的结构域Ⅲ替换而不影响毒力。　　 本研究从Bt杰加森亚种367菌株中检测到了3种在该菌株中未被报道的原毒素，表明该菌株伴胞晶体的原毒素组成比以前所报道的组分更为复杂。由此我们推测，在已知Bt菌株中可能还有更多未被发现的毒素组分，这将对Bt菌株杀虫潜力的挖掘以及搜寻新型杀虫基因具有重要的指导作用。同时，对具有较强杀蚊效果的Cry11Aa和Cry11Ba进行了结构域置换研究，证实了其各结构域对晶体形成及杀蚊活性的影响，为理解Cry11Aa和Cry11Ba这两种毒素结构与功能的关系提供了重要依据。