白僵菌(Beauveria bassiana)芽生孢子内源性几丁质酶基因过表达增强毒力的遗传工程研究

本研究通过基因工程技术在昆虫病原真菌白僵菌(B. bassiana)中过表达内源性几丁质酶基因(Chit1)，成功构建了高毒力突变株OEBbChit1-3和OEBbChit1-5。突变株几丁质酶活性提升3-5倍，对蜡螟(G. mellonella)的半数致死时间(LT50)缩短25.7%，半数致死浓度(LC50)降低4.6-log10，为开发高效真菌杀虫剂提供了新策略。

　　

Highlight

本研究聚焦于通过基因工程改造昆虫病原真菌白僵菌(B. bassiana)，过表达其内源性几丁质酶基因(Chit1)以增强毒力。该策略为开发高效真菌杀虫剂提供了创新途径，可减少化学农药的过度使用。

Importance

这项研究对白僵菌(Ascomycota: Cordycipitaceae)进行基因工程改造具有重要意义，该真菌在生物害虫防治中起关键作用。通过过表达参与毒力的角质降解酶基因，可显著提升其杀虫效果，对农业害虫管理具有直接积极影响。

Fungal isolate and culture conditions

实验使用的野生型(WT)菌株ARSEF 2860于1987年从美国爱达荷州的小麦蚜虫(Schizaphis graminum)中分离获得。菌株保存在-80℃的20%甘油中，使用前在PDA培养基上28℃暗培养14天。

Efficacy of chitinase overexpression strains against G. mellonella

在9个转化子中，88.9%(8个)成功实现了在gpdA启动子控制下的BbChit1基因过表达。筛选获得的高毒力突变株^OEBbChit1-3和^OEBbChit1-5分别含有4个和2个Chit1基因拷贝，几丁质酶活性较WT提高3-5倍。通过天然角质感染途径接种蜡螟幼虫时，突变株的LT₅₀缩短至WT的75.7%，LC₅₀降低约4.6-log₁₀倍。

Discussion

本研究采用简单高效的转化方法获得了过表达关键角质降解几丁质酶的高毒力突变株。这些突变株的毒力显著高于WT，可能比既往报道的菌株更具杀虫潜力。值得注意的是，突变株虽然表现出更强的氧化应激反应和略低的体外孢子产量，但成功触发了昆虫更快速的免疫反应。

Conclusion

通过在白僵菌芽生孢子中过表达内源性几丁质酶基因，我们开发出了一种既能增强毒力又对真菌发育影响最小的创新策略。这项研究为开发新一代高效真菌杀虫剂奠定了重要基础。