苏云金芽胞杆菌分子生物学

本书是以喻子牛教授及其团队的大量研究资料为主线撰写的著作，具有性。该书以苏云金芽胞杆菌为代表，从苏云金芽胞杆菌的菌种资源的分离、筛选、鉴定，生物学特性，发酵及制剂开发，基因克隆及功能基因发掘，基因组,蛋白组,转录组,代谢组等各个方面论述了其系统研究。

喻子牛，华中农业大学教授、博士生导师，重量专家，科技部973计划农业领域咨询专家。曾任华中农业大学微生物科技系系主任、农业微生物学国家重点实验室学术委员会主任、微生物农药国家工程研宄中心主任。

目录 前言 第1章 苏云金芽胞杆菌的形态结构 1 1.1 形态和结构 1 1.2 芽胞和伴胞晶体形成 5 1.3 S层蛋白 10 1.4 伴胞晶体与芽胞粘连分子机制 18 第2章 苏云金芽胞杆菌的分类学 26 2.1 芽胞杆菌分类概况 26 2.2 蜡样芽胞杆菌群 30 2.3 血清学分类 31 2.4 苏云金芽胞杆菌分子分类学 34 2.5 化学分类法 37 2.6 苏云金芽胞杆菌近期新分类研究进展：S 层分析 38 2.7 芽胞杆菌生态分布 42 第3章 苏云金芽胞杆菌活性谱 47 3.1 对节肢动物门的作用 48 3.2 对线形动物门的作用 49 3.3 对扁形动物门的作用 50 3.4 对原生动物门的作用 51 3.5 对病原微生物的作用 51 3.6 对癌细胞的作用 52 第4章 苏云金芽胞杆菌的质粒 55 4.1 质粒多样性 55 4.2 质粒组成和性质 57 4.3 质粒拷贝数 60 4.4 质粒功能 61 4.5 质粒的分离融合 63 4.6 质粒载体 67 第5章 苏云金芽胞杆菌转座因子 69 5.1 插入序列 71 5.2 转座子 86 5.3 转座噬菌体 90 第6章 苏云金芽胞杆菌的噬菌体 93 6.1 苏云金芽胞杆菌噬菌体的分类 93 6.2 噬菌体生物学特征 96 6.3 噬菌体基因组和比较基因组 111 6.4 噬菌体溶原裂解的调控 127 第7章 杀虫晶体蛋白及其基因 130 7.1 杀虫晶体蛋白基因 130 7.2 杀虫晶体蛋白基因的表达 139 7.3 杀虫晶体蛋白基因的表达调控 142 第8章 杀虫晶体蛋白的结构与功能 160 8.1 Cry蛋白 160 8.2 Cyt蛋白 179 8.3 小结与展望 184 第9章 杀虫晶体蛋白作用分子机制 186 9.1 杀虫晶体蛋白对不同靶标的作用 187 9.2 伴胞晶体的降解与激活 191 9.3 毒性片段与昆虫中肠受体结合 192 9.4 中肠细胞穿孔 194 9.5 苏云金芽胞杆菌杀线虫晶体蛋白作用线虫的模式 208 第10章 抗癌晶体蛋白及其基因 211 10.1 抗癌晶体蛋白对癌细胞的活性 211 10.2 抗癌晶体蛋白基因及分类 222 10.3 抗癌晶体蛋白的结构与功能 227 10.4 抗癌晶体蛋白作用癌细胞的机制 234 10.5 抗癌晶体蛋白的安全性及应用前景 245 10.6 本章小结 245 第11章 营养期杀虫蛋白及其基因 246 11.1 营养期杀虫蛋白的发现及活性 246 11.2 营养期杀虫蛋白基因分类和鉴定 249 11.3 营养期杀虫蛋白基因的表达与调控 251 11.4 营养期杀虫蛋白结构与功能 256 11.5 营养期杀虫蛋白作用机制 260 11.6 营养期杀虫蛋白的应用及前景 266 第12章 其他活性蛋白及其基因 272 12.1 苏云金芽胞杆菌中的辅助蛋白 273 12.2 AHL信号分子内酯酶AiiA蛋白 279 12.3 酶类 284 第13章 苏云金素合成基因簇 318 13.1 苏云金素杀虫和增效作用 319 13.2 苏云金素化学结构及理化性质 320 13.3 苏云金素基因簇 321 13.4 苏云金素合成途径 326 13.5 苏云金素合成的表达调控 340 第14章 双效菌素合成基因簇 346 14.1 双效菌素抑菌及杀虫增效作用 346 14.2 双效菌素的结构、理化性质和抗性 350 14.3 双效菌素作用分子机制 355 14.4 双效菌素合成途径 355 第15章 苏云金芽胞杆菌基因组 364 15.1 苏云金芽胞杆菌基因组测序进展 364 15.2 苏云金芽胞杆菌基因组基本特征 367 15.3 苏云金芽胞杆菌基因组中编码大量的毒力因子 369 15.4 苏云金芽胞杆菌基因组编码许多参与调控毒力因子基因转录表达的调控因子 371 15.5 可移动元件为苏云金芽胞杆菌在进化上不断适应宿主环境提供了有力保障 372 第16章 苏云金芽胞杆菌蛋白质组 375 16.1 苏云金芽胞杆菌双向蛋白质图谱 376 16.2 苏云金芽胞杆菌差异蛋白质组 379 16.3 芽胞和伴胞晶体的研究 425 16.4 细胞内蛋白质的相互作用 429 第17章 苏云金芽胞杆菌转录组 435 17.1 不同时期转录特点 436 17.2 芽胞和伴胞晶体形成基因的表达调控 439 17.3 杀虫晶体蛋白高表达与芽胞形成的代谢调控 452 17.4 其他基因的表达 462 17.5 本章小结 465 第18章 苏云金芽胞杆菌信号转导系统 467 18.1 双组分信号系统 467 18.2 核苷类第二信号系统 473 18.3 *因子及抗*因子 492 第19章 苏云金芽胞杆菌代谢、蛋白质互作网络模拟重构分析 496 19.1 苏云金芽胞杆菌基因组学概述 496 19.2 苏云金芽胞杆菌代谢组学概述 498 19.3 苏云金芽胞杆菌蛋白质组学概述 502 19.4 苏云金芽胞杆菌代谢网络模拟重构及比较分析 504 19.5 苏云金芽胞杆菌蛋白质-蛋白质互作网络模拟比较分析 515 第20章 苏云金芽胞杆菌新基因的发掘策略 522 20.1 从已知毒力菌株中发掘新基因 523 20.2 从新靶标活性菌株中发掘新基因 526 20.3 从不同蛋白质图谱菌株中发掘新基因 533 20.4 从不同遗传图谱菌株中发掘新基因 534 20.5 从活性上清液中发掘新基因 535 20.6 次生代谢产物基因簇发掘 537 20.7 从伴胞晶体“无”活性的菌株中发掘新基因 539 20.8 从全基因组序列中发掘新基因 540 第21章 苏云金芽胞杆菌基因工程菌 544 21.1 苏云金芽胞杆菌工程菌的构建策略 544 21.2 基因工程菌的构建方式 555 21.3 基因工程菌种类 567 参考文献 580 Contents Preface Chapter 1 Morphology and structure of Bacillus thuringiensis 1 1.1 Morphology and structure 1 1.2 Formation of spores and parasporal crystals 5 1.3 S-layer proteins 10 1.4 Molecular mechanism on the spore-crystal association 18 Chapter 2 Taxonomy of Bacillus thuringiensis 26 2.1 Brief introduction of Bacillus taxonomy 26 2.2 The Bacillus cereus group 30 2.3 Serological classification of Bacillus thuringiensis 31 2.4 Molecular classification of Bacillus thuringiensis 34 2.5 Chemo-taxonomy of Bacillus thuringiensis 37 2.6 Recent advances of Bacillus thuringiensis classification: S-layer protein analysis 38 2.7 Ecological distribution of the Bacillus thuringiensis strains 42 Chapter 3 Activity spectra of Bacillus thuringiensis 47 3.1 Function on Arthropoda 48 3.2 Function on Nemathelminthes 49 3.3 Function on Platyhelminthes 50 3.4 Function on Protozoon 51 3.5 Function on pathogenic microorganisms 51 3.6 Function on cancer cells 52 Chapter 4 Plasmids of Bacillus thuringiensis 55 4.1 Diversity of plasmids 55 4.2 Composition and properties of plasmids 57 4.3 Copy number of plasmids 60 4.4 Function of plasmids 61 4.5 Separation and fusion of plasmids 63 4.6 Plasmid vectors 67 Chapter 5 Transposable elements of Bacillus thuringiensis 69 5.1 Insertion sequence（IS） 71 5.2 Transposon 86 5.3 Transposable phages 90 Chapter 6 Bacillus thuringiensis phages 93 6.1 Classification of Bacillus thuringiensis phages 93 6.2 Biological characteristics of phages 96 6.3 Genomics and comparative genomics of phages 111 6.4 Lysogeny and lysis regulation of phages 127 Chapter 7 Insecticidal crystal proteins and their genes of Bacillus thurigiensis 130 7.1 Insecticidal crystal protein（ICP）genes 130 7.2 Expression of the ICP genes 139 7.3 Regulation of the ICP gene expression 142 Chapter 8 The Structure and function of Bacillus thuringiensis insecticidal crystal proteins 160 8.1 Cry insecticidal toxins 160 8.2 Cyt insecticidal toxins 179 8.3 Summary and prospect 184 Chapter 9 Molecular mechanisms of Bacillus thuringiensis in