应用微生物与基因工程学科组 获奖成果
抗虫细菌及抗虫蛋白质基因资源的发掘
苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）和球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus, 简称Bs）是极其重要的昆虫病源细菌。自七十年代起，在 “七五”、 “八五”、“九五”国家科技攻关、省、部及中科院等多项课题的资助下，我们开展了抗虫细菌及抗虫蛋白质基因资源的发掘。从我国除西藏、台湾之外的地区的土壤、水体和死虫等样品中分离出了大量的苏云金芽孢杆菌（Bt）和球形芽孢杆菌（Bs），分析了这两种重要昆虫病源细菌的分布规律；鉴定了6个新血清型并命名了7个新亚种：H42, Bacillus thuringiensis subsp. jinghongiensis（景洪亚种）；H43, Bacillus thuringiensis subsp.guiyangiensis（贵阳亚种）；H56, Bacillus thuringiensis subsp. rongseni（荣森亚种）；H60, Bacillus thuringiensis subsp. pingluonsis（平罗亚种）；H62, Bacillus thuringiensis subsp. zhaodongensis（肇东亚种）； H70, Bacillus thuringiensis subsp. sinensis（中国亚种）；无鞭毛菌株： Bacillus thuringiensis subsp.wuhanensis（武汉亚种）。分析了部分Bt菌株和Bs菌株有毒与无毒株的晶体蛋白质成分、伴孢晶体形态及对昆虫的毒力特性，总结了三者相互关系的规律；筛选到了一批高效、特异性Bt菌株，如高效杀鞘翅目害虫的菌株YM-03、高效、广谱杀鳞翅目害虫的菌株C-33，C-31等，其中YM-03是我国最早报道的杀鞘翅目害虫的菌株。对Bt菌株的主要杀虫基因进行了检测，鉴定和克隆了几个重要的功能基因，如从YM-03和C-31中分别克隆了杀虫蛋白质编码基因cry3A、cry1Ac、cry1C，其编码的杀虫蛋白质被国际苏云金芽孢杆菌毒素命名委员会命名为Cry3Aa8、Cry1Ac19、Cry1Ca11。该成果实现了微生物生态学、分类学及分子生物学等学科与实际应用的较好结合；研究工作具有系统性和全面性，对进一步发掘和利用我国抗虫细菌资源有指导意义，对推动本学科或相关学科的发展有重大影响，为高效新型微生物杀虫剂的研制和开发及发展抗虫转基因植物奠定了坚实基础，可望产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
该成果获湖北省2001度自然科学奖三等奖，教育部2004年度自然科学奖二等奖。最近几年，在国家自然科学基金等项目资助下，基于该项成果，建立了我国第一个较系统的Bt资源数据库，研究了Bt菌株抗蝗虫及钉螺和人类肿瘤细胞的活性。
重组广谱苏云金芽孢杆菌杀虫剂的研制
苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）是目前杀虫效果较好、应用范围最广的杀虫细菌。自1901年首次发现苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis Bt）以来，全世界已发现了71个血清型的84多个亚种。为了扩大苏云金芽孢杆菌的杀虫谱和提高杀虫活性，目前国内外均致力于新菌株的分离和新的杀虫基因的开发及菌株的遗传改良。1996年-2000年我们承担了“九五”国家重点科技攻关计划项目中的子专题“广谱遗传改良苏云金芽孢杆菌（Bt）杀虫剂研究开发”，完成了广谱工程菌的构建、小试与中试发酵、多点多虫田间试验及示范应用。2002年-2003年在科技部农业科技成果转化资金和中科院重要方向性项目的资助下，完成了广谱工程菌的中试和示范应用及安全性评估。基于上述研究成果，获得了两项国家发明专利：（1）一株重组广谱苏云金芽孢杆菌（ ZL01114286.3），（2）一株重组广谱苏云金芽孢杆菌制备杀虫剂的方法（ZL01114287.1）。
本发明的主要内容是利用基因工程技术，将含有杀鳞翅目害虫的Bt杀虫晶体蛋白质（ICP）基因cry1Ac的重组质粒pHT3041Ac10转入高效杀鞘翅目害虫、且其杀虫基因定位于染色体的Bt菌株YM-03中，获得杀鳞翅目和鞘翅目的杀虫基因均能高效表达的重组广谱Bt工程菌；利用构建的广谱工程菌，经过小试、中试，研制开发出杀鳞翅目和鞘翅目害虫的广谱Bt杀虫剂，并进行田间试验和示范应用。经过多年多点的田间试验和示范应用，结果表明重组菌的毒力特性及田间防治效果总体皆表现稳定良好。鳞翅目和鞘翅目害虫是昆虫纲最大的两个类群，对农、林、果蔬等多种植物造成较大危害，因此，研制开发对鳞翅目和鞘翅目害虫有效的广谱重组Bt杀虫剂更具有现实意义和紧迫性。该成果具有很强的实用性和广阔的应用前景，对推动微生物农药特别是Bt杀虫剂的发展有重大影响，可望产生重大的经济效益、社会效益和生态效益。
该成果获湖北省2005度技术发明奖三等奖。
