[发明专利]一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊，该微胶囊是通过层层自组装的方法，以苏云金芽胞杆菌菌体为核心，选用两种在制备条件下带相反电荷的聚电解质的材料‑壳聚糖和海藻酸钠制得。本发明还提供了上述苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊的制备方法，该方法在中性条件下对苏云金芽胞杆菌菌体进行装载，得到可在碱性条件下控释的微胶囊剂型。本发明所提供的微胶囊剂型保持了菌体的杀虫活性，通过细胞壁和其外面包被(囊壁)双重防御保护其活性杀虫物质‑蛋白质，帮助其抵抗一些环境因素的影响。

技术领域

本发明属于农用生物制剂技术领域，涉及一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊及其制备方法与应用。

背景技术

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)是一种具有特异性杀虫活性的革兰氏阳性菌，在其芽胞的形成过程中可产生一种伴胞晶体，这种伴胞晶体具有特异性的杀虫活性。每类伴胞晶体都只特异性地针对一类窄谱昆虫，主要有等翅目、同翅目、直翅目、膜翅目、鳞翅目、鞘翅目等多种昆虫，以及线虫和原生动物等。同时苏云金芽胞杆菌在发挥杀虫作用时对脊椎动物和植物无害，是环境友好型生物杀虫剂，在农药市场中占比约为2％，在微生物农药市场约占95％，在植物保护领域应用十分广泛。

Bt在生长平稳期产生伴胞晶体，这是Bt与其他芽胞杆菌最大的区别。伴胞晶体由一种或多种Cytolitic(Cyt)毒素蛋白和Crystal(Cry)毒素蛋白组成，它们统称为δ-内毒素。伴胞晶体重量约占细胞干重的25％，Bt细胞在生长平稳期每合成一个伴胞晶体需要产生10⁶-2×10⁶的δ-内毒素分子。位于昆虫中肠细胞表面受体蛋白与Cry毒素的特异性结合是杀虫特异性的决定因素。目前，关于昆虫幼虫中肠细胞表面受体蛋白与Cry毒素特异性结合的研究主要集中于Cry1类蛋白与鳞翅目昆虫幼虫方面。

苏云金芽胞杆菌毒素蛋白的杀虫机理有两种形式：分别是活性毒素形式和原毒素形式。对于活性毒素而言，细胞膜中含量较高的ALP或APN受体先与活性毒素以较低的结合力度结合，同时将毒素运送到中肠刷状缘膜上。然后钙黏蛋白和复合体高度结合。对于原毒素而言，昆虫在摄食伴胞晶体后，伴胞晶体被昆虫中肠的消化液消化，进而释放出原毒素。然后钙黏蛋白能够与原毒素结合，便于原毒素进一步被中肠胰蛋白酶或汁蛋白酶切割形成单体毒素，而切割后的单体毒素能够聚集形成寡聚体。GPI锚定的APN与ALP和寡聚化的毒素蛋白发生高度亲和作用，促进寡聚体插入到膜脂筏中，而后在中肠上皮细胞中形成孔道。最终，导致靶标昆虫中肠细胞渗透压被破坏，进而脱水死亡。

本领域公知，蛋白质类药物具有易降解和失活的特点，如何保持蛋白活性使其有效发挥作用成为蛋白质药物应用的一大难题。作为一类应用广泛的生物农药，Bt发挥毒力作用的正是其杀虫晶体蛋白或其蛋白质聚集体(伴胞晶体)，但是其在应用中也存在一些问题，如杀虫速度慢、残效期短、易受环境因素影响等。因而，蛋白质药物的缺陷也成为制约其进一步发展的关键因素。

因此，目前存在的问题是亟需研究开发一种具有较强杀虫效力、较长期效和较好的稳定性的苏云金芽胞杆菌杀虫药剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊，该微胶囊是通过层层自组装的方法，以苏云金芽胞杆菌菌体为核心，选用两种在制备条件下带相反电荷的聚电解质的材料制得。本发明还提供了上述苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊的制备方法，该方法在中性条件下对苏云金芽胞杆菌菌体进行装载，得到可在碱性条件下控释的微胶囊剂型。本发明所提供的微胶囊剂型保持了菌体的杀虫活性，通过细胞壁和其外面包被(囊壁)双重防御保护其活性杀虫物质-蛋白质，帮助其抵抗一些环境因素的影响。

为此，本发明第一方面提供了一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊，其由作为核心的苏云金芽胞杆菌菌体和包覆于核心外的囊壁构成，其中，所述核心为单个完整的苏云金芽胞杆菌菌体。