近期，湖南师范大学丁学知教授主持的2006年湖南省自然科学基金重点项目“苏云金芽胞杆菌杀虫伴胞晶体蛋白质组学研究”顺利通过了验收并被评为优秀项目。

    苏云金芽胞杆菌（Bt）是一种对多种农业害虫具有毒杀作用的微生物杀虫剂，具有杀虫高效、对人类和其它生物安全的特点，其杀虫活性成分主要是伴胞晶体蛋白。利用蛋白质组学技术研究伴胞晶体蛋白的组成，寻找新的高效杀虫蛋白质分子，提高Bt制剂杀虫毒力将成为国际上研究的热点。本项目的开展对构建高效的、广谱的、有利于延缓害虫抗性的杀虫工程菌，发展我国自主创新的生物农药工业具有重要理论依据和实践意义。

    该项研究一是在国内外率先进行Bt杀虫晶体蛋白质组学研究，创新性地建立了一种对Bt原毒素表达谱进行鉴定的新方法，该方法可以快速、准确地筛选具有新的杀虫特性的Bt菌株或杀虫晶体蛋白；二是对Bt 4.0718菌株、Bt库斯塔克亚种HD-1、Bt以色列亚种H14及武汉亚种140等Bt不同亚种杀虫晶体蛋白进行了比较蛋白质组学研究；三是从各亚种中鉴定了对鳞翅目幼虫有特异毒性的Cry1Ac蛋白，对鳞翅目、双翅目幼虫都有毒性的Cry2Aa蛋白等，为阐述Bt各亚种菌株毒力机制提供了依据。利用蛋白质组学技术对本研究室构建的含几丁质酶等异源基因的Bt工程菌株XBU001（pHC34）、Bt4（pHAH43）和XBU001（pHTAcS）与Bt4.0718菌株表达的晶体蛋白质组进行了比较分析。对部分特征蛋白质点进行原位酶解、肽质量指纹图分析、鉴定到Bt菌株和转Bt菌株含有目的蛋白及Cry1Aa、Cry1Ac等功能蛋白；四是通过对昆虫饲喂了Cry1Ac毒素前后的中肠蛋白质组的比较研究，鉴定到了氨肽酶N等149个非冗余蛋白质，为阐明昆虫体内毒蛋白特异受体的作用机制和昆虫抗性的产生原因提供了重要依据；五是选择Bt4.0718菌株中不同培养时期表达差异较大的重要蛋白如camelysin做进一步的功能鉴定，初步推测camelysin对Cry1Ac毒素蛋白的影响及对昆虫受体的作用；六是运用生物信息学理论和蛋白质信息分析软件研究了Cry1Ac5蛋白三维结构，分离和纯化Cry1Ac5和与之结合的20-kb DNA，研究了Cry1Ac5蛋白与20-kb DNA相互作用的分子机制，探讨了20-kb DNA 对Cry1Ac5蛋白的稳定性和杀虫毒力的影响，分析原毒素蛋白质分子毒性核心片段在三维结构上的细微差异，对其可能导致的杀虫活性上的变化进行了推测。

    目前，该项目研究成果已经在生产上得到应用。