[發明專利]一種蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811560015.8
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN111328803B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 郭淑元;張愛晶;李建德
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A01N25/28
• 分類號: A01N25/28;A01N63/23;A01P7/04
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰

本發明涉及一種蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊，該微膠囊是通過層層自組裝的方法，以蘇云金芽胞桿菌菌體為核心，選用兩種在制備條件下帶相反電荷的聚電解質的材料?殼聚糖和海藻酸鈉制得。本發明還提供了上述蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊的制備方法，該方法在中性條件下對蘇云金芽胞桿菌菌體進行裝載，得到可在堿性條件下控釋的微膠囊劑型。本發明所提供的微膠囊劑型保持了菌體的殺蟲活性，通過細胞壁和其外面包被(囊壁)雙重防御保護其活性殺蟲物質?蛋白質，幫助其抵抗一些環境因素的影響。

技術領域

本發明屬于農用生物制劑技術領域，涉及一種蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊及其制備方法與應用。

背景技術

蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis，簡稱Bt)是一種具有特異性殺蟲活性的革蘭氏陽性菌，在其芽胞的形成過程中可產生一種伴胞晶體，這種伴胞晶體具有特異性的殺蟲活性。每類伴胞晶體都只特異性地針對一類窄譜昆蟲，主要有等翅目、同翅目、直翅目、膜翅目、鱗翅目、鞘翅目等多種昆蟲，以及線蟲和原生動物等。同時蘇云金芽胞桿菌在發揮殺蟲作用時對脊椎動物和植物無害，是環境友好型生物殺蟲劑，在農藥市場中占比約為2％，在微生物農藥市場約占95％，在植物保護領域應用十分廣泛。

Bt在生長平穩期產生伴胞晶體，這是Bt與其他芽胞桿菌最大的區別。伴胞晶體由一種或多種Cytolitic(Cyt)毒素蛋白和Crystal(Cry)毒素蛋白組成，它們統稱為δ-內毒素。伴胞晶體重量約占細胞干重的25％，Bt細胞在生長平穩期每合成一個伴胞晶體需要產生10⁶-2×10⁶的δ-內毒素分子。位于昆蟲中腸細胞表面受體蛋白與Cry毒素的特異性結合是殺蟲特異性的決定因素。目前，關于昆蟲幼蟲中腸細胞表面受體蛋白與Cry毒素特異性結合的研究主要集中于Cry1類蛋白與鱗翅目昆蟲幼蟲方面。

蘇云金芽胞桿菌毒素蛋白的殺蟲機理有兩種形式：分別是活性毒素形式和原毒素形式。對于活性毒素而言，細胞膜中含量較高的ALP或APN受體先與活性毒素以較低的結合力度結合，同時將毒素運送到中腸刷狀緣膜上。然后鈣黏蛋白和復合體高度結合。對于原毒素而言，昆蟲在攝食伴胞晶體后，伴胞晶體被昆蟲中腸的消化液消化，進而釋放出原毒素。然后鈣黏蛋白能夠與原毒素結合，便于原毒素進一步被中腸胰蛋白酶或汁蛋白酶切割形成單體毒素，而切割后的單體毒素能夠聚集形成寡聚體。GPI錨定的APN與ALP和寡聚化的毒素蛋白發生高度親和作用，促進寡聚體插入到膜脂筏中，而后在中腸上皮細胞中形成孔道。最終，導致靶標昆蟲中腸細胞滲透壓被破壞，進而脫水死亡。

本領域公知，蛋白質類藥物具有易降解和失活的特點，如何保持蛋白活性使其有效發揮作用成為蛋白質藥物應用的一大難題。作為一類應用廣泛的生物農藥，Bt發揮毒力作用的正是其殺蟲晶體蛋白或其蛋白質聚集體(伴胞晶體)，但是其在應用中也存在一些問題，如殺蟲速度慢、殘效期短、易受環境因素影響等。因而，蛋白質藥物的缺陷也成為制約其進一步發展的關鍵因素。

因此，目前存在的問題是亟需研究開發一種具有較強殺蟲效力、較長期效和較好的穩定性的蘇云金芽胞桿菌殺蟲藥劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊，該微膠囊是通過層層自組裝的方法，以蘇云金芽胞桿菌菌體為核心，選用兩種在制備條件下帶相反電荷的聚電解質的材料制得。本發明還提供了上述蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊的制備方法，該方法在中性條件下對蘇云金芽胞桿菌菌體進行裝載，得到可在堿性條件下控釋的微膠囊劑型。本發明所提供的微膠囊劑型保持了菌體的殺蟲活性，通過細胞壁和其外面包被(囊壁)雙重防御保護其活性殺蟲物質-蛋白質，幫助其抵抗一些環境因素的影響。

為此，本發明第一方面提供了一種蘇云金芽胞桿菌菌體微膠囊，其由作為核心的蘇云金芽胞桿菌菌體和包覆于核心外的囊壁構成，其中，所述核心為單個完整的蘇云金芽胞桿菌菌體。