JPH074233B2 - Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same - Google Patents

Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same

Info

Publication number
JPH074233B2
JPH074233B2 JP61136021A JP13602186A JPH074233B2 JP H074233 B2 JPH074233 B2 JP H074233B2 JP 61136021 A JP61136021 A JP 61136021A JP 13602186 A JP13602186 A JP 13602186A JP H074233 B2 JPH074233 B2 JP H074233B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bacillus subtilis
strain
insecticidal protein
producing
insecticidal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61136021A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62294080A (en
Inventor
義夫 古谷
晃一 川村
勝 本城
浩章 島田
泉 三田
章 中山
Original Assignee
工業技術院長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP61136021A priority Critical patent/JPH074233B2/en
Publication of JPS62294080A publication Critical patent/JPS62294080A/en
Publication of JPH074233B2 publication Critical patent/JPH074233B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/32Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Bacillus (G)
    • C07K14/325Bacillus thuringiensis crystal peptides, i.e. delta-endotoxins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遺伝子組換えの手法により造成された、病原性
および自然界での増殖能を有せず、高い殺虫活性を有す
る蛋白質を産生する枯草菌形質転換株とその菌体の製造
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a Bacillus subtilis transformant strain produced by a gene recombination technique, which produces a protein having no pathogenicity or natural growth ability and high insecticidal activity, and its fungus. Regarding the manufacturing method of the body.

バチルス チュリンゲンシス(Bacillus thuringiensi
s,以後BTと略す)の芽胞嚢中に形成される結晶性殺虫蛋
白質は鱗翅目昆虫に対して強力な殺虫作用を有し、しか
もヒトを含む動物および植物に対して無害であることか
ら、農園芸用殺虫剤として欧米で広く用いられてきた。
Bacillus thuringiensi
s, hereinafter abbreviated as BT), a crystalline insecticidal protein formed in the spore sac has a strong insecticidal action against Lepidoptera insects and is harmless to animals and plants including humans, It has been widely used in Europe and America as an agricultural and horticultural insecticide.

しかし、殺虫蛋白質を有効成分とする殺虫剤(以後、BT
剤と称す)は、BTの細胞や胞子を含むため、日本では殺
虫剤の散布後にBT菌が増殖し、養蚕に大きな被害を与え
ることが懸念された。
However, an insecticide containing an insecticidal protein as an active ingredient (hereinafter referred to as BT
The agent is called), because it contains BT cells and spores, it was feared that in Japan the BT bacteria would grow after spraying the insecticide, causing serious damage to the sericulture.

この被害を防止するため、熱処理、化学薬品処理等によ
り、BT剤中の生細胞、胞子の殺菌が行われてきたが、激
しい殺菌条件を用いる必要があり、殺虫蛋白質の変性に
よる殺虫活性の低下がさけられず、また殺虫活性を保持
させるためには、加熱処理と化学薬品処理等の組み合わ
せが必要となり、工業的に煩雑な処理工程のために製造
コストの上昇をきたした。
In order to prevent this damage, live cells and spores in the BT agent have been sterilized by heat treatment, chemical treatment, etc., but violent sterilization conditions must be used, and insecticidal activity is reduced by denaturation of insecticidal protein. However, in order to maintain the insecticidal activity, a combination of heat treatment and chemical treatment is required, which causes an increase in manufacturing cost due to an industrially complicated treatment process.

さらにBT菌自身はヒトに対して病原性を有するバチルス
セレウスと極めて近縁であるといわれている(蛋白質
・核酸/酵素 29巻444頁1984年)。
Furthermore, BT bacterium itself is said to be closely related to Bacillus cereus, which has pathogenicity for humans (protein / nucleic acid / enzyme 29: 444, 1984).

このような事情からわが国においては、BT菌そのもの又
はその製剤を殺虫蛋白質として用いることは好ましいこ
ととは考えられない。
Under these circumstances, in Japan, it is not considered preferable to use the BT bacterium itself or its preparation as an insecticidal protein.

しかるに近年、遺伝子組換の手法が発達し、所望の有用
な性質を有する微生物を育種することが可能となってき
た。
However, in recent years, genetic recombination techniques have been developed, and it has become possible to breed microorganisms having desired and useful properties.

本発明者等は、先に述べたBT殺虫蛋白質を含む殺虫剤の
種々の欠点を克服するために遺伝子組換えの手法により
殺虫蛋白質を産生する枯草菌菌株の造成を試み、後述す
るように高い活性を有する殺虫性を有する枯草菌株を造
成し、本発明を完成した。
The present inventors have attempted to create a Bacillus subtilis strain producing an insecticidal protein by a gene recombination method in order to overcome various drawbacks of the insecticide containing the BT insecticidal protein described above, and as described below, it is high. The present invention was completed by creating a Bacillus subtilis strain having activity and insecticidal activity.

また、この形質転換株および親株であるBTソツトー株を
培養して得た菌体を殺虫効果試験に供試した結果、該形
質転換株はBT菌に比し優れた殺虫効果を示し、本発明の
有効性を立証した。
In addition, as a result of subjecting the bacterial cells obtained by culturing the transformant strain and the parent strain BT Sotohto strain to an insecticidal effect test, the transformed strain shows an excellent insecticidal effect as compared with BT bacteria, Proved the effectiveness of.

枯草菌は、古来、納豆の製造に用いられてきたことから
明らかなようにヒトに対する病原性がなく、アミノ酸、
核酸、酵素等の製造にも用いられてきたので工業用微生
物としての使用経験も長い。
Bacillus subtilis has no pathogenicity to humans since it has been used for the production of natto since ancient times.
Since it has been used for the production of nucleic acids, enzymes, etc., it has a long experience in use as an industrial microorganism.

また枯草菌は大腸菌についでその遺伝的性質が明らかに
され、種々の変異株も造成されている。
Bacillus subtilis has been elucidated for its genetic properties next to Escherichia coli, and various mutant strains have been constructed.

従って、BT製剤で問題とされた蚕に対する毒性や胞子殺
菌については、胞子欠損枯草菌や栄養要求性を有する枯
草菌を用いて殺虫蛋白質をつくらせることにより容易に
克服可能である。例えば、殺虫蛋白質を産生する胞子欠
損枯草菌は高熱で殺菌処理する必要がないので殺虫活性
の低下をまねくことはない。
Therefore, the toxicity to silkworm and sterilization of spores, which are problems in the BT preparation, can be easily overcome by producing an insecticidal protein by using spore-deficient Bacillus subtilis or auxotrophic Bacillus subtilis. For example, spore-deficient Bacillus subtilis that produces an insecticidal protein does not need to be sterilized with high heat, and therefore does not cause a decrease in insecticidal activity.

また殺虫蛋白質を産生する栄養要求性枯草菌は殺菌処理
をしなくても、自然界には要求する栄養源が枯草菌に利
用し得る形態ではほとんど存在し得ないので、自然界に
散布しても増殖することは出来ず、速やかに死滅する。
In addition, since auxotrophic Bacillus subtilis that produces insecticidal proteins does not exist in the natural world in the form that can be utilized by Bacillus subtilis even if it is not sterilized, it can grow even if it is sprayed in the natural world. It cannot be done, and it quickly dies.

従って本発明の成果は、今後の微生物殺虫剤の用途拡大
という面から極めて大きな意義を有する。
Therefore, the results of the present invention have a great significance in terms of expanding the applications of microbial insecticides in the future.

以下に本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

本発明で用いられるBT菌の菌体内殺虫蛋白質遺伝子と
は、BT菌が産生する菌体内殺虫蛋白質のアミノ酸配列を
コードする領域とプロモーター領域から成る遺伝子であ
り、バチルス チュリンゲンシス ソットー(アメリカ
ンタイプカルチャーコレクション(ATCCと略す)保存番
号19270)由来の遺伝子が使用可能である。
The intracellular insecticidal protein gene of BT bacterium used in the present invention is a gene consisting of a region encoding the amino acid sequence of the intracellular insecticidal protein produced by BT bacterium and a promoter region, and the Bacillus thuringiensis sotto (American type culture A gene derived from a collection (abbreviated as ATCC) conservation number 19270) can be used.

これらの菌体内殺虫蛋白質遺伝子を結合するベクターは
枯草菌で増殖可能なベクターであればいずれのものも使
用可能であるけれど、構造が良く知られ、広く用いられ
る等の理由によりプラスミドpUB110が使用に便利であ
る。
Any vector can be used as a vector that binds to these intracellular insecticidal protein genes as long as it can be propagated in Bacillus subtilis, but the plasmid pUB110 is used because of its well-known structure and widespread use. It is convenient.

菌体内殺虫蛋白質遺伝子は適当な制限酵素で切断したベ
クターにDNA結合酵素を用いて結合される。この結合方
法は、通常の遺伝子組換えの方法で全く支障はない。
The intracellular insecticidal protein gene is ligated to the vector cleaved with an appropriate restriction enzyme using a DNA-binding enzyme. This binding method does not interfere with the usual gene recombination method.

次に、得られた組換えDNA分子を枯草菌に導入して、組
換えプラスミドを含む枯草菌形質転換株を得る。
Next, the obtained recombinant DNA molecule is introduced into Bacillus subtilis to obtain a Bacillus subtilis transformant containing the recombinant plasmid.

組換えDNA分子の枯草菌への導入は、通常、プロトプラ
スト法(Chang,S.,and Cohen,S.N,:Mol.Gen,Genet,168
111(1978))、あるいはコンピテント細胞法(Anagnos
topoulos,C.,and Spizizen,J.:J.Bactriol.81,741(196
1))により行われる。
The recombinant DNA molecule is usually introduced into Bacillus subtilis by the protoplast method (Chang, S., and Cohen, SN ,: Mol.Gen, Genet, 168).
111 (1978)) or competent cell method (Anagnos
topoulos, C., and Spizizen, J.: J.Bactriol. 81 , 741 (196
1)).

形質転換株の選択は、ベクターに含まれるマーカー(例
えば、抗生物質耐性等)により容易に実施可能である。
このようにして得られた形質転換株を微生物の培養に用
いられる通常の培地で培養することにより、殺虫蛋白質
を産生する枯草菌が容易に得られる。
The transformant can be easily selected by using a marker (eg, antibiotic resistance) contained in the vector.
By culturing the transformant thus obtained in an ordinary medium used for culturing microorganisms, Bacillus subtilis producing an insecticidal protein can be easily obtained.

組換えDNA分子を導入する枯草菌は使用目的に応じて枯
草菌の種々の変異株を選択することが出来る。例えば自
然界で増殖出来ず、速やかに死滅する枯草菌由来の殺虫
蛋白質から成る殺虫剤の製造には枯草菌の栄養要求性変
異株(ATCC33608)、または胞子欠損株(BGSC 1S1)ま
たは二つの性質を有する変異株(ATCC35148)等が用い
られる。
For Bacillus subtilis into which a recombinant DNA molecule is introduced, various mutant strains of Bacillus subtilis can be selected depending on the purpose of use. For example, in order to produce an insecticide consisting of an insecticidal protein derived from Bacillus subtilis that cannot proliferate in nature and rapidly dies, an auxotrophic mutant of Bacillus subtilis (ATCC33608), a spore-deficient strain (BGSC 1S1), or two properties are required. A mutant strain (ATCC35148) having the same is used.

これらの枯草菌変異株を用いることによれば、殺虫蛋白
質を含む菌体を加熱処理、化学薬品処理する必要がない
ので高い活性と安全性を有し、しかもコストの低い微生
物殺虫剤が得られる。
By using these Bacillus subtilis mutant strains, it is possible to obtain a microbial insecticide having high activity and safety because the bacterial cells containing the insecticidal protein do not need to be heat-treated or treated with chemicals, and the cost is low. .

組換えDNA分子を含む形質転換株が殺虫蛋白質を産生す
ることは、後述するようにBT菌由来の菌体内殺虫蛋白質
に対する抗体を用いた免疫二重拡散試験法により、また
鱗翅目昆虫の幼虫を用いた殺虫活性試験により明確に示
される。
The transformant strain containing the recombinant DNA molecule produces insecticidal protein, as described below, by an immune double-diffusion test method using an antibody against the intracellular insecticidal protein derived from the BT bacterium, and also in larvae of Lepidoptera insects. It is clearly shown by the insecticidal activity test used.

特に注目すべき点は、遺伝子組換えの手法により造成さ
れた殺虫蛋白質を産生する枯草菌が、殺虫蛋白質遺伝子
が由来した親株のBT菌よりも強い殺虫活性を示したこと
である(第一〜三表)。
Particularly noteworthy is that Bacillus subtilis producing the insecticidal protein produced by the gene recombination method showed stronger insecticidal activity than the parent strain BT bacterium from which the insecticidal protein gene was derived (first to (Table 3).

このことは本発明によって得られた殺虫蛋白質を産生す
る枯草菌が殺虫剤の有効成分として極めて有用であるこ
とを示すものである。
This shows that Bacillus subtilis producing the insecticidal protein obtained by the present invention is extremely useful as an active ingredient of insecticides.

以下に実施例と試験例を示す。Examples and test examples are shown below.

実施例1(バチルス・チュリンゲンシス・ソットーの菌
体内殺虫蛋白質遺伝子を含む組換えDNA分子の調製) バチルス・チュリンゲンシス・ソットー(ATCC19270
株)をペンアッセイブロス(Difco社製)20を用いて3
0℃で15時間培養した後、集菌し、Hansenの方法(J.Bac
teriol,135,227(1978))に従いプラスミドを調製し
た。
Example 1 (Preparation of recombinant DNA molecule containing intracellular insecticidal protein gene of Bacillus thuringiensis sotto) Bacillus thuringiensis sotto (ATCC19270)
3) using Pen Assay Broth (Difco) 20
After culturing at 0 ° C for 15 hours, the cells were harvested and the method of Hansen (J. Bac
The plasmid was prepared according to teriol, 135 , 227 (1978).

このプラスミド50μgを制限酵素Pst I(宝酒造製)50
単位を用い37℃で2時間インキュベートすることにより
切断した。反応系の組成は10mMトリスー塩酸緩衝液(pH
7.5),10mM MgCl2,50mM NaCl、1mMジチオスレイトール
である。
50 μg of this plasmid was added to the restriction enzyme Pst I (Takara Shuzo) 50
Cleavage was performed by incubating the unit for 2 hours at 37 ° C. The composition of the reaction system is 10 mM Tris-HCl buffer (pH
7.5), 10 mM MgCl 2 , 50 mM NaCl, 1 mM dithiothreitol.

本反応により切断されたDNA断片は、常法に従いフェノ
ール抽出およびエーテル抽出により精製し、エタノール
沈澱により回収した。
The DNA fragment cleaved by this reaction was purified by phenol extraction and ether extraction according to a conventional method, and recovered by ethanol precipitation.

得られたPst I切断DNA断片(供与DNA断片)は、次ぎに
制限酵素Pst Iで完全に切断した後、大腸菌アルカリ性
ホスファターゼで末端リン酸エステルを加水分解したプ
ラスミドpBR322(ATCC37017)に結合した。
The resulting Pst I-cleaved DNA fragment (donor DNA fragment) was then completely cleaved with the restriction enzyme Pst I and then ligated to the plasmid pBR322 (ATCC37017) in which the terminal phosphate was hydrolyzed with Escherichia coli alkaline phosphatase.

結合にはT4リガーゼを用い反応には供与DNA断片20μ
g、pBR322 10μgを使用した。反応系の組成はT4リガ
ーゼ(宝酒造製)10単位、6.6mMトリスー塩酸緩衝液(p
H7.6)、6.6mM MgCl2、10mMジチオスレイトール、1mM A
TPである。反応は4℃で15時間行った。
The reaction using of T 4 ligase to bond donating DNA fragment 20μ
g, pBR322 10 μg was used. The composition of the reaction system is 10 units of T 4 ligase (Takara Shuzo), 6.6 mM Tris-HCl buffer (p
H7.6), 6.6 mM MgCl 2 , 10 mM dithiothreitol, 1 mM A
It is TP. The reaction was carried out at 4 ° C for 15 hours.

反応後、反応液から0.1μg DNAに相当する量を抜き取
り、0.7%アガロース電気泳動を行った結果、ベクター
であるbBR322と供与DNA断片が結合し、組換体DNA分子と
なっていることが認められた。
After the reaction, an amount corresponding to 0.1 μg DNA was extracted from the reaction solution and subjected to 0.7% agarose electrophoresis. As a result, it was confirmed that the vector bBR322 and the donor DNA fragment were bound to form a recombinant DNA molecule. It was

このようにして得られた組換体DNA分子を大腸菌HB 101
株(ATCC33694)にカルシウム処理コンピテント細胞法
(Mandel,M.,and Higa,A,:J.Mol.Biol.53159(1970))
に従って導入した。
The recombinant DNA molecule thus obtained was used to transform E. coli HB 101.
Strain (ATCC33694) with calcium treatment competent cell method (Mandel, M., and Higa, A ,: J. Mol. Biol. 53 159 (1970))
Introduced according to.

得られた形質転換株は全て、バチルス・チュリンゲンシ
ス ソットーの殺虫蛋白質の抗体を用いたラジオイムノ
検定(Ehrlich et al.:Cell13,681(1978))により選
別し陽性となった株のうち1株(#801)を選び成書に
記載される方法(“Molecular Cloning"p86.Cold Spri
ng Harbor Laboratory)に従いプラスミドを調製し
た。
All resulting transformants were, radioimmunoprecipitation assays using antibodies of the insecticidal protein of Bacillus Churingenshisu Sotto (Ehrlich et al.:Cell 13, 681 ( 1978)) of the sorted strain was positive by Select one strain (# 801) and use the method described in the document ("Molecular Cloning" p86.Cold Spri
ng Harbor Laboratory) to prepare a plasmid.

得られたプラスミドを制限酵素Pst Iで切断した後、0.7
%アガロースゲル電気泳動で調べた結果、該プラスミド
(pSP801と命名)はベクターであるpBR322のPst Iの切
断部位にサイズ約6.6Kbの供与DNA断片が挿入された組換
体DNA分子であることが判明した。
After cutting the obtained plasmid with the restriction enzyme Pst I, 0.7
As a result of examination by% agarose gel electrophoresis, it was found that the plasmid (designated pSP801) was a recombinant DNA molecule in which a donor DNA fragment of about 6.6 Kb was inserted into the Pst I cleavage site of vector pBR322. did.

プラスミドpSP801にはHpa I切断部位が2ケ所ある。そ
こで、pSP801 Hpa I分解分を得た後、T4DNAリガーゼを
用いる方法でこれを再結合し、殺虫蛋白質遺伝子を含む
さらに小型の組換プラスミドを構築した。
The plasmid pSP801 has two Hpa I cleavage sites. Therefore, after obtaining pSP801 Hpa I-degraded fraction, this was re-ligated by the method using T 4 DNA ligase to construct a smaller recombinant plasmid containing the insecticidal protein gene.

再結合して作成したプラスミドは前述のカルシウム処理
コンピテント細胞法で大腸菌HB101株に導入し、得られ
た形質転換株よりプラスミドを前述の常法により調製し
たところpSP801由来のサイズ約5.6Kbの断片が導入され
たプラスミドpHP1を得た。
The plasmid prepared by recombination was introduced into Escherichia coli HB101 strain by the above-mentioned calcium treatment competent cell method, and the plasmid was prepared from the obtained transformant by the above-mentioned conventional method. A plasmid pHP1 into which was introduced was obtained.

このプラスミドpHP1 100μgを制限酵素Pst Iを用いて
前述の反応条件で切断した後、0.7%アガロースゲル電
気泳動により40V5時間泳動した。
100 μg of this plasmid pHP1 was digested with the restriction enzyme Pst I under the above reaction conditions, and then electrophoresed at 0.7% agarose gel electrophoresis for 40 V for 5 hours.

泳動後、5.6Kb部分のゲルを切り出し、フェノール抽出
及びエーテル抽出により精製し、エタノール沈澱により
DNAを回収した。
After electrophoresis, cut out the 5.6 Kb gel, purify by phenol extraction and ether extraction, and precipitate by ethanol.
The DNA was recovered.

該回収DNAをTE緩衝液(10mMトリスー塩酸緩衝液(pH8.
0、1mM EDTA)100μに溶解し、そのうちDNA0.1μg相
当量を抜き取り、0.7%アガロース電気泳動により、該
回収DNAがサイズ約5.6Kbの断片として精製されたことを
確認し、供与DNA断片として、以下の実験に供した。
The recovered DNA was treated with TE buffer (10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.
0, 1 mM EDTA) 100 μ, and then 0.1 μg of DNA was extracted from the solution, and 0.7% agarose electrophoresis confirmed that the recovered DNA was purified as a fragment having a size of about 5.6 Kb. The following experiments were carried out.

実施例2(ベクター プラスミドと供与DNA断片の結合
および枯草菌への形質転換による栄養要求性形質転換株
の取得) 実施例1で得られた供与DNA断片50μを大腸菌DNAポリ
メラーゼIのクレノーフラグメント10単位を用い、30℃
30分の反応で平滑末端化した。
Example 2 (obtaining auxotrophic transformant by ligation of vector plasmid and donor DNA fragment and transformation into Bacillus subtilis) 50 μl of the donor DNA fragment obtained in Example 1 was used as Klenow fragment 10 of E. coli DNA polymerase I. Using the unit, 30 ℃
A blunt end was obtained by the reaction for 30 minutes.

反応系の組成は0.1mM dNTPs、ニックトランスレーショ
ン緩衝液(50mMトリスー塩酸緩衝液(pH7.2)、10mM Mg
SO4、0.1mMジチオスレイトール、5μg/mlウシ血清アル
ブミン)である。
The composition of the reaction system is 0.1 mM dNTPs, nick translation buffer (50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2), 10 mM Mg).
SO 4 , 0.1 mM dithiothreitol, 5 μg / ml bovine serum albumin).

上記反応による生成物は、フェノール抽出及びエーテル
抽出により精製し、エタノール沈澱により回収した。
The product of the above reaction was purified by phenol extraction and ether extraction, and recovered by ethanol precipitation.

該回収DNA断片は、次ぎに制限酵素Pvu IIで完全に切断
し、大腸菌アルカリ性ホスファターゼで末端リン酸エス
テルを加水分解したプラスミドpUB110(ATCC37015)にT
4DNAリガーゼを用いて結合した。反応には回収DNA(供
与DNA断片)20μg、pUB110 10μgを使用した。
The recovered DNA fragment was then completely cleaved with the restriction enzyme Pvu II, and the resulting plasmid pUB110 (ATCC37015) obtained by hydrolyzing the terminal phosphate ester with Escherichia coli alkaline phosphatase was used.
4 Ligated with DNA ligase. In the reaction, 20 μg of recovered DNA (donor DNA fragment) and 10 μg of pUB110 were used.

得られた組換え体DNA分子による形質転換は、Chang等の
プロトプラスト法(Chang,S.,and Cohen,S.N.:Mol.Gen.
Genet.168111(1978))に従って実施した。プロトプラ
スト再生培地には、カナマイシンを最終濃度150μg/ml
となるように加えた。クローニングの宿主菌には栄養要
求性枯草菌1A 510株(BGSC保存株)を用いた。
Transformation with the obtained recombinant DNA molecule is performed by the protoplast method of Chang et al. (Chang, S., and Cohen, SN: Mol.Gen.
Genet. 168 111 (1978)). The protoplast regeneration medium contains kanamycin at a final concentration of 150 μg / ml.
Was added. The auxotrophic Bacillus subtilis 1A 510 strain (BGSC preserved strain) was used as the host bacterium for cloning.

形質転換により得られたカナマイシン耐性株の全てより
プラスミドを調製した。
Plasmids were prepared from all kanamycin resistant strains obtained by transformation.

プラスミドの調製は、カナマイシン耐性株をペンアッセ
イ培地(Difco社製)20mlを用いて37℃15時間培養後、
集菌し、集菌菌体を50mMトリスー塩酸緩衝液(pH7.
5)、5mM EDTA、50mM NaClで洗浄した後、アルカリ法
(Birnboim,H.C.,and Poly,J.:Nucleic Acid Res.151
3(1979))に従って行った。
The plasmid was prepared by culturing the kanamycin resistant strain in 20 ml of Pen assay medium (Difco) at 37 ° C. for 15 hours,
The cells were collected and the collected cells were treated with 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.
5), washed with 5 mM EDTA and 50 mM NaCl, and then subjected to an alkaline method (Birnboim, HC, and Poly, J.: Nucleic Acid Res. 7 151).
3 (1979)).

得られたプラスミドを制限酵素Bcl I、Cla I、EcoR V、
Hind III、Kpn I、Pvu II、Sac IおよびXba Iをもちい
て切断し、供与DNA断片の挿入の有無を調べた。
The obtained plasmid was used for restriction enzymes Bcl I, Cla I, EcoR V,
It was cleaved with Hind III, Kpn I, Pvu II, Sac I and Xba I, and the presence or absence of a donor DNA fragment was examined.

次ぎに供与DNA断片が挿入されていることが確認された
プラスミドを有する株の菌体内殺虫蛋白質の産生の有無
を免疫二重拡散試験法(Ouchterlony,Oe.,and Nilsson,
L.A.“Hand book of Experimental Immunology(ed.Wei
r,P.M.)p1(1973))により調べた。
Next, the presence or absence of production of the intracellular insecticidal protein in the strain having the plasmid in which the donor DNA fragment was confirmed to be inserted was examined by the immunodouble diffusion test method (Ouchterlony, Oe., And Nilsson,
LA “Hand book of Experimental Immunology (ed.Wei
r, PM) p1 (1973)).

対象としてpUB110を有する宿主菌1A510株およびDNA供与
株であるバチルス チュリンゲンシスソットーを用い
た。
As a control, the host strain 1A510 having pUB110 and the Bacillus thuringiensis Sotto that is a DNA donor strain were used.

培養には、枯草菌宿主株および形質転換株は胞子形成培
地(0.8%ニュートリエントブロス(Difco社製)、1mM
MgSO4、13.4mM KCl、0.01mM MnCl2、10-6M FeSO4、10-3
M Ca(NO3)を用い、バチルス チュリンゲンシス
ソットーはGYS培地(0.2%(NH42SO4、0.2%Yeast
extract、0.05%K2HPO4、0.1% Glucose、0.03%MgS
O4、0.008%CaCl2、0.005%MnSO4、pH7.3)を用い、30
℃で3日間の振とう培養を行った。
For culturing, Bacillus subtilis host strain and transformant were sporulation medium (0.8% nutrient broth (manufactured by Difco), 1 mM)
MgSO 4 , 13.4 mM KCl, 0.01 mM MnCl 2 , 10 -6 M FeSO 4 , 10 -3
Bacillus thuringiensis Sotto was prepared using M Ca (NO 3 ) 2 ) in GYS medium (0.2% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.2% Yeast).
extract, 0.05% K 2 HPO 4 , 0.1% Glucose, 0.03% MgS
O 4 , 0.008% CaCl 2 , 0.005% MnSO 4 , pH 7.3)
Shaking culture was carried out at 0 ° C. for 3 days.

この時、枯草菌の胞子形成培地にはカナマイシンを最終
濃度5μg/mlとなるよう加えた。培養後、それぞれの株
の胞子形成を確認した後、遠心により集菌し、集菌菌体
をリゾチームによる溶菌および1M NaClによる洗浄を行
い遠心し沈澱物を回収した。得られた沈澱物は15mM NaO
Hに懸濁し、25℃、10時間インキュベートした後、遠心
し胞子を除いた上清を回収した。
At this time, kanamycin was added to the sporulation medium of Bacillus subtilis at a final concentration of 5 μg / ml. After culturing, after confirming the sporulation of each strain, the cells were collected by centrifugation, and the collected cells were lysed with lysozyme and washed with 1 M NaCl, and the precipitate was collected by centrifugation. The precipitate obtained was 15 mM NaO.
After suspending in H and incubating at 25 ° C. for 10 hours, it was centrifuged and the spore-free supernatant was recovered.

得られた上清を供試サンプルとし、バチルスチュリンゲ
ンシス ソットーの菌体内殺虫蛋白質に対する抗血清を
用いて前述した方法により免疫二重拡散試験を行った。
The obtained supernatant was used as a test sample, and an immune double diffusion test was carried out by the method described above using an antiserum against the intracellular insecticidal protein of Bacillus thuringiensis Sotto.

その結果、この枯草菌形質転換株はバチルス チュリン
ゲンシス ソットー型の殺虫蛋白質を産生していること
が明らかとなった。
As a result, it was revealed that this Bacillus subtilis transformant strain produces a Bacillus thuringiensis sottotype insecticidal protein.

また、この形質転換株を位相差電子顕微鏡で観察するこ
とにより結晶性蛋白質の存在が認められた。
The presence of crystalline protein was confirmed by observing this transformant with a phase-contrast electron microscope.

以上の結果から栄養要求性枯草菌形質転換株はバチルス
チュリンゲンシス ソットーと同様の殺虫蛋白質を産
生することが認められた。そこでこの形質転換体をHBT1
と命名した。
From the above results, it was confirmed that the auxotrophic Bacillus subtilis transformant strain produces the same insecticidal protein as Bacillus thuringiensis Sotto. Therefore, this transformant was designated as HBT1.
I named it.

実施例3(殺虫蛋白質産生枯草菌栄養要求性胞子欠損形
質転換株の取得) 実施例2で得られたHBT 1株よりプラスミド(pHBT1と命
名)を精製し枯草菌栄養要求性胞子欠損株MT-SP31株(F
ERM BP-1034)への導入を行った。
Example 3 (Acquisition of Bacillus subtilis auxotrophic spore deficient transformant producing insecticidal protein) A plasmid (designated as pHBT1) was purified from the HBT 1 strain obtained in Example 2 and Bacillus subtilis auxotrophic spore deficient strain MT- SP31 shares (F
ERM BP-1034) was introduced.

プラスミドpHBT1 50μgを用いて枯草菌MT−SP31株の
形質転換をコンピテント法(Anagnostopoulos,C.,and S
pizizen,J.;J.Bacteriol.81,741(1961)に従って行な
った。
Transformation of Bacillus subtilis MT-SP31 strain with 50 μg of plasmid pHBT1 was carried out by the competent method (Anagnostopoulos, C., and S.
pizizen, J .; J. Bacteriol. 81 , 741 (1961).

プラスミド取込み後の培養液(1ml)は5μg/mlカナマ
イシン含有TBAB培地(Dafco社製)に100μずつプレー
ティングした。
The culture solution (1 ml) after the plasmid was taken up was plated on TBAB medium containing 5 μg / ml kanamycin (manufactured by Dafco) in 100 μm increments.

得られたカナマイシン耐性株の全てよりプラスミドを調
製し、制限酵素Bcl I、Cla I、Ecor V、Hind III、Kpn
I、Pvu II、Sac I、Xba Iを用いて切断し、電気泳動を
行い、同様に切断したプラスミドpHBT Iの切断パターン
と比較した。
Plasmids were prepared from all of the obtained kanamycin resistant strains and the restriction enzymes Bcl I, Cla I, Ecor V, Hind III, Kpn
Cleavage was performed using I, Pvu II, Sac I, and Xba I, electrophoresis was performed, and the digestion pattern was compared with that of the similarly digested plasmid pHBT I.

その結果pHBT1と切断パターンが一致したプラスミドを
有する株が得られた。
As a result, a strain having a plasmid having a cleavage pattern matching that of pHBT1 was obtained.

この形質転換株を前述の方法に従いバチルス チュリン
ゲンシス ソットーの菌体内殺虫蛋白質の抗血清を用い
た免疫二重拡散試験に供し、陽性となった本株をSPBT 1
と命名した。
This transformant strain was subjected to an immuno-diffusion test using an antiserum of an intracellular insecticidal protein of Bacillus thuringiensis Sotto according to the method described above, and the positive strain was treated with SPBT 1
I named it.

この株を前述の胞子形成培地で培養し、得られた菌体を
実施例2、試験例1の方法により検定した結果、殺虫活
性を有する蛋白質を産生しているが、胞子形成能は欠損
していることを確認した。試験例1(実施例2で得られ
た枯草菌形質転換株菌体の殺虫活性) 実施例2と同様に枯草菌には胞子形成培地を、バチルス
チュリンゲンシス ソットーにはGYS培地を用いてバ
チルス ズブチリスHBT1、バチルス チュリンゲンシス
ソットー、バチルスズブチリス1A510(pUB110)を30
℃3日間培養して遠心により集菌し、得られた菌体を培
地と同量の生理食塩水に懸濁し洗浄後、再度遠心し、沈
澱画分を凍結乾燥した。
This strain was cultured in the aforementioned sporulation medium, and the obtained bacterial cells were assayed by the method of Example 2 and Test Example 1, and as a result, a protein having insecticidal activity was produced, but the sporulation ability was defective. I confirmed that. Test Example 1 (Insecticidal activity of Bacillus subtilis transformant cells obtained in Example 2) As in Example 2, Bacillus subtilis was used in a sporulation medium and Bacillus thuringiensis Sutto was in a GYS medium. Subtilis HBT1, Bacillus thuringiensis Sotto, Bacillus subtilis 1A510 (pUB110) 30
After culturing for 3 days at 30 ° C and collecting the cells by centrifugation, the obtained cells were suspended in the same amount of physiological saline as the medium, washed, and then centrifuged again, and the precipitated fraction was lyophilized.

この凍結乾燥標品を供試サンプルとして、コナガ幼虫、
アオムシ幼虫、タマナギンウワバ幼虫に対する殺虫効果
を試験した。試験法は土山の方法(日本応用動物昆虫学
会誌 第22巻第4号:234〜237頁(1978))によった。
すなわち、供試サンプル200mgを脱イオン水100mlに浮遊
させホモジナイズした後、脱イオン水で希釈して所定濃
度の菌液を調製した。この菌液0.4mlを人工試料4gと均
一に混合した後、検定昆虫の幼虫に摂食させ死亡率を調
べた。
Using this freeze-dried sample as a test sample, diamondback moth larvae,
The insecticidal effect on the caterpillar larva and the larvae of the larvae, Tanagingin vulgaris, was tested. The test method was according to Tsuchiyama's method (Journal of the Japanese Society of Applied Entomology, Vol. 22, No. 4, pp. 234-237 (1978)).
That is, 200 mg of the test sample was suspended in 100 ml of deionized water, homogenized, and then diluted with deionized water to prepare a bacterial solution having a predetermined concentration. After 0.4 ml of this bacterial solution was uniformly mixed with 4 g of an artificial sample, the larva of the test insect was fed and the mortality rate was examined.

以上の結果から遺伝子組換えの手法によってえられた殺
虫蛋白質産生枯草菌は親株のバチルス チュリンゲンシ
ス ソットーより高い殺虫活性を示したことは明らかで
ある。
From the above results, it is clear that the insecticidal protein-producing Bacillus subtilis obtained by the gene recombination method showed a higher insecticidal activity than the parent strain Bacillus thuringiensis Sotto.

試験例2(実施例3で得られた枯草菌形質転換株菌体の
殺虫活性) 実施例3で得られたバチルス ズブチリスSPBT1、バチ
ルス ズブチリスMTSP31(pUB110)及びバチルス チュ
リンゲンシス ソットーはGYS培地を用いて培養し、以
後試験例1と同様にそれぞれの株の殺虫効果を試験し
た。その結果、第4、5及び6表に示す通り、本発明の
殺虫蛋白質産生枯草菌は、親株であるバチルス チュリ
ンゲンシス ソットーより、鱗翅目昆虫に対して高い殺
虫活性を示した。
Test Example 2 (Insecticidal activity of Bacillus subtilis transformant cells obtained in Example 3) GYS medium was used for Bacillus subtilis SPBT1, Bacillus subtilis MTSP31 (pUB110) and Bacillus thuringiensis soot obtained in Example 3. After culturing, each strain was tested for insecticidal effect in the same manner as in Test Example 1. As a result, as shown in Tables 4, 5, and 6, the insecticidal protein-producing Bacillus subtilis of the present invention showed higher insecticidal activity against Lepidoptera insects than the parent strain Bacillus thuringiensis Sotto.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は、実施例に示した枯草菌形質転換株を得る手順を
図示したものである。
The drawings illustrate the procedure for obtaining the Bacillus subtilis transformants shown in the examples.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:07) (C12N 15/32 C12R 1:07) (C12P 21/02 C12R 1:07) (56)参考文献 特開 昭61−5098(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C12R 1:07) (C12N 15/32 C12R 1:07) (C12P 21/02 C12R 1:07) (56) References JP-A-61-5098 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】以下に示すDNA塩基配列で表されるバチル
ス チュリンゲンシス ソットーの菌体内殺虫蛋白質遺
伝子を枯草菌で増殖可能なベクターに結合した後、枯草
菌胞子欠損株に導入して得られる鱗翅目昆虫に対して殺
虫作用を有する殺虫蛋白質を産生する枯草菌形質転換
株。
1. A bacillus Bacillus thuringiensis sotto protein represented by the following DNA sequence is linked to a vector capable of growing in Bacillus subtilis, and then introduced into a Bacillus subtilis spore-deficient strain. A transformant of Bacillus subtilis that produces an insecticidal protein having an insecticidal action against Lepidoptera insects.
【請求項2】枯草菌胞子欠損株が栄養要求性胞子欠損株
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の枯
草菌形質転換株。
2. The Bacillus subtilis transformant according to claim 1, wherein the Bacillus subtilis spore deficient strain is an auxotrophic spore deficient strain.
JP61136021A 1986-06-13 1986-06-13 Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same Expired - Lifetime JPH074233B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61136021A JPH074233B2 (en) 1986-06-13 1986-06-13 Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61136021A JPH074233B2 (en) 1986-06-13 1986-06-13 Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62294080A JPS62294080A (en) 1987-12-21
JPH074233B2 true JPH074233B2 (en) 1995-01-25

Family

ID=15165331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61136021A Expired - Lifetime JPH074233B2 (en) 1986-06-13 1986-06-13 Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH074233B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7218090B2 (en) * 2018-01-12 2023-02-06 花王株式会社 Protein production method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4652628A (en) * 1984-02-22 1987-03-24 Syntro Corporation Methods and compositions for expression of BTI endotoxin

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62294080A (en) 1987-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4468464A (en) Biologically functional molecular chimeras
US8313928B2 (en) Expression system
JP2514793B2 (en) Cell encapsulation of biological insecticides
US6221648B1 (en) Heterologous gene expression in lactococcus, and the expression products therefrom
JP2930984B2 (en) E. FIG. Excretion of heterologous proteins from Coli
US4652628A (en) Methods and compositions for expression of BTI endotoxin
McLEAN et al. Expression in Escherichia coli of a cloned crystal protein gene of Bacillus thuringiensis subsp. israelensis
US4695546A (en) Transforming Bacillus stearothermophilus with plasmid vector pTB 19
JP5442918B2 (en) Microbial adherent
US5516693A (en) Hybrid gene incorporating a DNA fragment containing a gene coding for an insecticidal protein, plasmids, transformed cyanobacteria expressing such protein and method for use as a biocontrol agent
EP0654084A1 (en) Molecular cloning of the genes reponsible for collagenase production from clostridium histolyticum
Kodama et al. Synthesis and characterization of the spore proteins of Bacillus subtilis YdhD, YkuD, and YkvP, which carry a motif conserved among cell wall binding proteins
JP2540484B2 (en) Gene coding for insecticidal protein
JPH074233B2 (en) Bacillus subtilis producing insecticidal protein and method for producing the same
EP0135045B1 (en) A novel plasmid and methods for its use
JPH0332358B2 (en)
JPS63133999A (en) Production of protein by inductive expression
EP0408603A1 (en) Bacillus thuringiensis var. israelensis cryd toxin gene, protein and related insecticide compositions
Strandberg et al. Production of the hybrid protein staphylococcal protein A/Escherichia coli β-galactosidase with E. coli
EP0092236A2 (en) A plasmid cloning vector for Bacillus Subtilis
Iwanaga et al. Pili of Vibrio cholerae widely distributed in serogroup O1 strains
RU2278161C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA ENCODING SYNTHESIS OF DELTA-ENDOTOXIN Cry IIIA AND STRAIN BACILLUS THURINGIENSIS SUBSPECIES KURSTAKI PREPARED ON RECOMBINANT PLASMID DNA BASE
US6335008B1 (en) Hybrid genes incorporating a DNA fragment containing at least one gene encoding an insecticidal protein and a gene encoding a glutamine synthase inhibitor, plasmids, transformed cyanobacteria expressing such proteins and method for use as biocontrol agent
JP3489865B2 (en) Method for producing human growth hormone
US20020115184A1 (en) Antibiotic protein and method of production

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term