生物工程翻譯—在實(shí)驗(yàn)室條件下蘇云金桿菌粉甲變種對(duì)生態(tài)上與人類相關(guān)的螨類的控制（譯文）

1、<p>　　Bacillus thuringiensisvar. tenebrionis control of synanthropic mites (Acari: Acaridida) under laboratory conditions</p><p>　　Tomas Erban Æ Marta NesvornaÆ Michaela ErbanovaÆ Jan Hub

2、ert</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，蘇云金桿菌粉甲變種對(duì)生態(tài)上與人類相關(guān)的螨類（螨：粉螨）的控制。</p><p>　　摘要：Bt毒蛋白具有控制螨類害蟲的潛能。Bt對(duì)人類生態(tài)相關(guān)的螨的影響及生物控制上的應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道很少。Bt粉甲變種通過喂食實(shí)驗(yàn)對(duì)粗腳粉螨、腐食酪螨、粉塵螨、害鱗嗜螨進(jìn)行毒力測(cè)試，這種Bt粉甲變種能夠產(chǎn)生Cry3A毒蛋白。50只螨，最適生長(zhǎng)條件，喂食濃度從0-100

3、mg/g添加Bt制品的食物。21天后，計(jì)數(shù)，利用多項(xiàng)式回歸模型分析最終數(shù)量。Bt食物能夠抑制這四種螨類的數(shù)量增長(zhǎng)。Bt最高種群抑制率達(dá)到50%，添加量為25-38mg/g。無種群間差異。討論了Bt在防治與人類相關(guān)的生態(tài)上的害螨上應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無氣門亞目 倉儲(chǔ) 過敏原 Bt 生物防治</p><p><b>　　引言</b></p>

4、;<p>　　人類生存環(huán)境中布滿了倉儲(chǔ)及房屋塵螨，包括儲(chǔ)糧及動(dòng)物飼料（van Bronswijk and Sinha 1971; Thind and Clarke 2001）。螨類的污染包括其過敏原(Ferna ´ ndez-Caldas et al. 2007, 2008)、攜帶的重要致病菌微生物(Hubert et al. 2004)。同時(shí)它們?nèi)∈硴p壞這些儲(chǔ)糧及動(dòng)物飼料(Parkinson 1990)。螨類的

5、控制主要為物理及化學(xué)方法(Sinha and Watters 1985)。在潮濕的環(huán)境下，螨類是數(shù)量最多及最常見的節(jié)肢昆蟲群體（Athanassiou et al. 2005; Palyvos et al. 2008; Stejskal and Hubert 2008）。防治螨類的物理及化學(xué)方法具有一定的限制因素包括法律的限制、經(jīng)濟(jì)成本、螨類對(duì)殺螨劑的抗性及耐受性(Collins 2006)。對(duì)螨類防治新方法的探索是必要的。</p

6、><p>　　在糧食儲(chǔ)物中，螨類致病菌作為生物防治方法與化學(xué)方法相比更便宜且具有相同的效力，尤其是現(xiàn)在的防治方法一般不是單獨(dú)使用的(Cox and Wilkin1998; Scholler 1998).。真菌、細(xì)菌、微孢子目具有防治害螨的潛能(vander Geest et al. 2000)。產(chǎn)生Bt的轉(zhuǎn)基因植物等具有害蟲抗性的產(chǎn)品在市場(chǎng)上廣泛的應(yīng)用(Sed-lacek et al. 2001)。微生物對(duì)螨類的防治

7、包括Bt已經(jīng)在食植性及自生生活的物種上得到證明(Chapman and Hoy 1991; Tyurin et al. 2006)。盡管如此，Bt應(yīng)用于倉儲(chǔ)及房屋塵螨的生物防治的相關(guān)報(bào)道很少。</p><p>　　大約78%的從腐食酪螨的尸體上分離出來的菌株（包括芽孢桿菌）對(duì)螨類顯示出一定的致病活性(Kikuta and Takagi 2001)。芽孢桿菌的芽孢延長(zhǎng)表皮塵螨的第三若螨期，且球狀芽孢桿菌的毒力高于B

8、t以色列變種(Salehet al. 1991)。用轉(zhuǎn)基因玉米MON810玉米仁制成的Bt玉米飼料，能夠產(chǎn)生Cry1Ab毒蛋白及Bt庫斯塔克亞種能夠延長(zhǎng)粉螨的發(fā)育周期，雄螨的平均壽命，顯著影響幼蟲及蛹的存活率(Dabrowski et al. 2006)。盡管這樣，由含有0.35ug/gCry1Ab的轉(zhuǎn)基因制成的飼料在生測(cè)過程中不會(huì)引起粗腳粉螨數(shù)量的減少(Zemek and Hubert 2008)。類似的實(shí)驗(yàn)還有Bt棉花DP404BG

9、能夠產(chǎn)生Cry1AC及Cry1Ab對(duì)土壤螨菌甲螨沒有毒力(Oliveira et al. 2007)。</p><p>　　本研究中用Bt粉甲變種對(duì)四種在醫(yī)學(xué)及經(jīng)濟(jì)上有重要影響的螨類進(jìn)行生物毒力測(cè)定(Hughes 1976)。據(jù)我們所知，這是第一次Bt用于倉儲(chǔ)螨的毒力測(cè)試。Bt的毒力用其在喂食實(shí)驗(yàn)中對(duì)種群數(shù)量的增長(zhǎng)的影響評(píng)價(jià)。</p><p><b>　　材料與方法</b&

10、gt;</p><p><b>　　螨</b></p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)選用的螨：為粗腳粉螨、腐食酪螨(都為粉螨科)，粉塵滿（塵螨科），害鱗嗜螨（螨科）。樣品來自捷克水稻研究學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)存的培養(yǎng)物。</p><p>　　螨類在帶有濾塞的塑料瓶（70ml）中大量培養(yǎng).兩種飼料用于培養(yǎng)大量的收集物種(Erban and Hubert 2008)

11、。小麥-派生 飼料（粗腳粉螨及腐食酪螨）是燕麥片、小麥胚芽和干酵母萃取物（10：10：1w/w）的混合物。魚食-派生飼料(粉塵螨及害鱗嗜螨)由狗糧、小麥胚芽、Aqua-troppic干魚粉、Pangamin、明膠（10：10：3：2：1 w/w）。兩種飼料都研磨成粉，過濾，在70℃烘干30min，然后再次粉碎，過濾。每個(gè)培養(yǎng)室大約放入50mg飼料。培養(yǎng)室放入Secodar吸濕器（P-Lab）,使其相對(duì)濕度為75%（粉塵螨）和85%（其他

12、螨），25℃黑暗培養(yǎng)。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)用的飼料</b></p><p>　　我們選擇飼喂的生物測(cè)定法，這是一種常規(guī)的測(cè)試殺螨成分毒力效價(jià)的測(cè)試方法(Hubert et al. 2007a, b ; Sobotnik et al. 2008)。飼喂飼料為魚粉-派生飼料與Bt粉甲變種充分混勻，這個(gè)菌株來自商業(yè)應(yīng)用的Novodor FC (Valent B

13、iosciences,Libertyville, IL, USA)能夠產(chǎn)生Cry毒蛋白。</p><p>　　Bt粉甲變種用蒸餾水稀釋到濃度為：0.001，0.01，0.1，1，10，20，25，50，75和100mg/g飼料。用MS1試管混合器充分混勻溶液。隨后用PowerDry LL3000(Thermo, Shanghai, China)凍干。凍干材料倒入陶瓷研缽研磨。在放入含有蒸餾水的吸濕器實(shí)驗(yàn)前需要再次

14、水化24h。</p><p>　　飼料（50mg）和50只成螨置于培養(yǎng)小室在吸濕器中，相對(duì)濕度75%或80%，25℃，黑暗培養(yǎng)21天。在培養(yǎng)小室中加入10ml的80%乙醇終止實(shí)驗(yàn)，每個(gè)濃度及物種10個(gè)重復(fù)。直接在STEMI 2000C 解剖顯微鏡(Zeiss, Jena, Germany)下計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)分析</b></p>&

15、lt;p>　　為了獲得一個(gè)正態(tài)分布，螨類的最終的數(shù)量密度轉(zhuǎn)換成√N(yùn)（3/8）。通過方差的分析（協(xié)方差分析）比較測(cè)試濃度及物種對(duì)最終螨數(shù)量（數(shù)量增長(zhǎng)）的影響。轉(zhuǎn)換后的最終密度（tN）是因變量，物種、Bt濃度及他們間的相互作用是自變量。利用二階多項(xiàng)式及線性回歸模型表示Bt濃度及物種間數(shù)量增長(zhǎng)率的相互作用。指數(shù)模型與線性模型相比更具有顯著性?？蓮亩囗?xiàng)式模型估算rC50。rC50能夠證明Bt飼料對(duì)螨種群數(shù)量增長(zhǎng)率抑制為50%時(shí)添加Bt的濃

16、度，對(duì)照為正常飼喂的螨群的生長(zhǎng)。利用QC-Expert (TriloByte Statistical Software, s.r.o., Par-dubice, Czech Republic)和XLStat2007 (Addinsoft, New York, NY, USA)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。</p><p><b>　　結(jié)果</b></p><p>　　含有Bt的飼料能

17、夠抑制所有被測(cè)試螨類的生長(zhǎng)（表1）。Bt飼喂的螨的最終數(shù)目低于對(duì)照組的螨類的最終數(shù)目，見圖1。協(xié)方差模型( F7,414 = 196; R2= 0.769; P \0.0001)顯示了對(duì)自變量(concentration: F = 325; P \0.0001;species: F = 142; P \0.0001)及其他們相互作用( F = 33; P \0.0001)在對(duì)轉(zhuǎn)換后最終的種群密度相互作用( F = 33; P \0.00

18、01)的重大影響。</p><p>　　粉塵螨與其他螨類相比具有更低的種群密度導(dǎo)致了其在模型上的差異。</p><p>　　通過rC50證實(shí)了Bt飼料對(duì)每種測(cè)試物種的毒性具有相似性，見表2。當(dāng)Bt添加物濃度低于10mg/g時(shí)，對(duì)螨類種群數(shù)量增長(zhǎng)物明顯抑制作用，圖1。在濃度0.001至10mg/g之間，粗腳粉螨數(shù)量的增長(zhǎng)高于對(duì)照組，表1。</p><p><b&

19、gt;　　討論</b></p><p>　　我們證實(shí)了Bt粉甲變種對(duì)倉儲(chǔ)害螨及房屋塵螨的毒力影響。當(dāng)Bt飼料濃度高于10mg/g時(shí)，毒力明顯。這個(gè)發(fā)現(xiàn)否定了Cry3A對(duì)羅賓根螨沒有毒力的理論(Carter et al. 2004)。本實(shí)驗(yàn)中，我們未確定Cry3A的濃度，但是觀察到對(duì)種群數(shù)量有50%抑制率的濃度相當(dāng)高，達(dá)到了25-38mg/g，且濃度低于10mg/g時(shí)對(duì)螨類沒有抑制作用（表1）。我們實(shí)驗(yàn)

20、中進(jìn)行了重新計(jì)算，說明耐受性低于10mg/g一定與晶體毒蛋白有關(guān)，而不僅只與細(xì)菌有關(guān)。觀察到的rC50比棉鈴象甲(Martins et al. 2007)及波斯銳緣蜱(Hassanainet al.1997)的LC50大10-100倍?？捎们蚓曃跪鳛锽t濃度達(dá)到10mg/g毒力缺失的補(bǔ)充說明。喂食溶壁微球菌可以使某些倉儲(chǔ)螨種群增長(zhǎng)加快，這些螨具有具有細(xì)菌壁水解酶(Erban and Hubert 2008)。這說明芽孢桿菌能夠作為螨

21、類的營(yíng)養(yǎng)資源。建議用純化的Cry3A毒蛋白進(jìn)一步研究排除攝取細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響。</p><p>　　雖然用于抑制螨類的Bt的濃度很高，但是Bt用于保護(hù)人類的環(huán)境是可行的(Khetan2001)。Bt與硅藻土結(jié)合應(yīng)用(Palyvos et al. 2006)，能夠增加螨類控制的效力。與其他殺螨成份混用，能夠加強(qiáng)這些組分在螨類控制的效力。例如，與幾丁質(zhì)酶和大豆胰蛋白酶抑制劑的結(jié)合使用有效抑制粗腳粉螨的種群增長(zhǎng)(S

22、obotnik et al. 2008)，且許多Bt菌株也有幾丁質(zhì)分解活性(Casique-Arroyo et al. 2007)?；蚬こ毯湍軌虍a(chǎn)生Cry3A毒蛋白產(chǎn)物的重組植物能夠作為噴灑Bt的替代品。并且可能使改進(jìn)后的產(chǎn)品能夠在儲(chǔ)存中提高對(duì)螨類侵染的抗性。最近，能夠產(chǎn)生Cry3A毒蛋白的抗甲蟲轉(zhuǎn)基因馬鈴薯已經(jīng)在商業(yè)上得到應(yīng)用(Khetan 2001)。在本研究中，存于Bt粉甲變種的Cry3A毒蛋白具有防治倉儲(chǔ)螨及房屋塵螨的潛能。&