[科普中國]-原毒素

基礎(chǔ)特征毒性

原毒素只會與特定害蟲的消化道薄壁細胞或消化水解酶發(fā)生特異性結(jié)合，并不會與人、家畜等哺乳動物發(fā)生上述作用，故含有原毒素蛋白的一些農(nóng)作物對人、畜等與害蟲科屬相差較大的動物沒有毒害作用。

提取提取原毒素的技術(shù)關(guān)鍵有三點, 其一是采用蛋白酶抑制劑 PMSF, 可在一定程度上防止伴胞晶體在溶解過程中的降解。PMSF 是不溶于水的晶體, 易溶于甲醇、乙醇、異丙醇和乙腈, 因此必須先將其溶于醇或乙腈, 然后再加到 NaOH 溶液中。研究發(fā)現(xiàn), PMSF 在乙腈中的溶解性能優(yōu)于無水乙醇, 但考慮到乙腈的毒性較高, 故使用無水乙醇較好。其二, 胞晶混合物在溶解前必須用 NaCl 溶液和無菌去離子水充分洗滌, 否則堿溶后原毒素發(fā)生降解, 即使溶解液中 PMSF 的入比例增加 5 倍以上, 原毒素的降解也未能得到控制。這表明 PMSF 的抗降解能力是有限度的。其三, 所用 NaCl 溶液和 NaOH 溶液必須用滅菌去離子水配制, 盡可能減少蛋白酶的污染。

長期以來蘇云金芽胞桿菌原毒素的制備一直采用堿溶純晶體的方法, 操作繁瑣, 提取量小1。

對植物病害的影響毒素在植物病害中的作用因素可劃分為作用于致病性毒素和作用于致病力毒素。這兩類毒素在病害防治中都有著極大的應(yīng)用潛力。首先,可在活體和離體條件下有效地選擇抗病植株和細胞。如毒素作為致病性因素利用,可期待獲得高水平的抗性,如作為致病力因素利用,可望獲得中等水平的抗性。其次,病原毒素還可為病害防治提供有效的途徑。如把一種控制非?；远舅禺a(chǎn)生的基因轉(zhuǎn)移到一個對某種有害生物(如雜草)是?；缘牟≡?從而能把這種有害生物的群體降低到一個較低的水平2。

應(yīng)用雜草防治把微生物用于雜草防治，其途徑之一是引入外來病原菌到當?shù)仉s草群體中,使其變?yōu)榈胤搅餍胁?另一個途徑是把病原菌的繁殖體的配方象化學(xué)除草劑一樣直接用于雜草防治。盡管雜草生防成功的例子很有限,但借鑒微生物在其他有害生物防治中成功地應(yīng)用,其途徑和方法是可行的。微生物用于控制有害生物群體效果不理想或無效有很多原因。就雜草防治而言,包括接種體分布不均勻、寄主植株的空間分布不一致、病害發(fā)生所要求的環(huán)境條件可塑性狹窄以及病原菌對雜草寄主的致病力低等2。

抗蟲棉轉(zhuǎn)基因技術(shù)中將蘇云紫桿菌產(chǎn)生抗蟲蛋白的基因轉(zhuǎn)入棉花中，使該基因在棉花中表達，合成原毒素蛋白。當害蟲吃下這種蛋白并將其消化水解為較小的多肽就激活了原毒素，原毒素通過與害蟲消化道上的特殊受體發(fā)生特異性結(jié)合，從而破壞消化道薄壁細胞或與消化腺產(chǎn)生的水解酶發(fā)生特異性結(jié)合使其失效這兩種途徑來阻礙害蟲消化吸收營養(yǎng)以至于害蟲不能正常發(fā)育，起到抗蟲效果。

前景病原微生物致病力強弱是防治雜草成敗的主要原因之一。根據(jù)當今生物及遺傳工程技術(shù)的發(fā)展水平以及在其他領(lǐng)域的應(yīng)用成果,通過基因操作,完全有可能使低致病力菌系獲得強的致病能力。正如前面已經(jīng)涉及的,已知某些由病原菌產(chǎn)生的毒素能增強病原菌對寄主的致病力。用傳統(tǒng)的方法已經(jīng)鑒定出一些控制毒素產(chǎn)生的專性基因,如果控制一種毒素產(chǎn)生的一個基因或一組基因能人工復(fù)制并轉(zhuǎn)移到對某種雜草是專性的病原菌中,增強的致病力就能有效地降低雜草群體?？紤]到雜草寄主病原?；远舅氐陌l(fā)現(xiàn)不多,所以更有希望的工作應(yīng)重點放在控制非?；远舅鼗虻膹?fù)制和轉(zhuǎn)移上2。