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苏云金芽胞杆菌新型杀虫蛋白基因挖掘虚拟仿真综合实验

1生命科学技术学院

进入该虚拟仿实验界面将出现实验背景、实验目的、进入实验（练习模式、考核模式）、巩固与拓展、交流与讨论这五个部分。 实验背景：化学农药及其残留物对人类健康和环境污染带来严重的威胁，违背农业可持续发展的理念。自2015年，我国不断推进化肥农药减量增效，大力推进绿色农产品和技术的发展。微生物农药具有精准防控和环境友好的特点，而苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis ,简称 Bt）开发的杀虫剂具有其杀虫效果好、对人畜无毒、对生态环境安全及害虫不易产生抗性等特点，目前已成为了全球产量最大，应用范围最广泛的微生物杀虫剂。然而由于Bt杀虫剂长时间的应用也产生了一系列问题，比如杀虫谱窄、一种毒素不能同时防治多种农业害虫，以及害虫对转基因作物抗性的产生，还有我国在此研究的起步较晚，相对独立知识产权的杀虫基因资源相对较少；因此，迫切需要发掘更多更有效的新型杀虫蛋白基因资源，为开发新型Bt生物农药和培育转基因抗虫农作物提供全新的活性基因，为抗性害虫提供更广谱的基因资源。 实验目的： 1.掌握芽胞杆菌Bt的分离方法； 2.掌握基于PCR技术鉴定新菌株的方法； 3.掌握阳性细菌基因组的提取以及利用生物信息学手段分析Bt全基因组从而发掘新基因； 4.掌握原核细菌的克隆及表达方法； 5.掌握生物活性测定的方法 学生进入主界面，会显示五个实验模块，分别为样品的采集与Bt菌株的分离、基于PCR技术鉴定新菌株、Bt基因组的提取与生物信息学的分析、原核细菌新基因的克隆与表达、生物活性的测定；点击模块一会显示实验原理、练习模式（学生在提示语的指导下，点击闪烁的器皿或材料进行操作，在重要环节将出现实验原理或者操作小贴士）、考核模式（学生按照提示词所示的实验步骤自行操作，在重要的操作环节将会出现测试题，一般为选择题的形式，学生要回答正确才能继续往下操作，操作正确时会根据相应分值进行积分，操作步骤或测试题回答错误2次将会出现正确的提示，但不可积分）。 以下会对模块一的具体脚本进行描述： 实验原理：土壤是微生物的大本营，Bt在土壤中广泛存在，通过五点采样法收集土壤样品；在分离过程中利用醋酸钠可以抑制Bt芽胞的萌发这一特点，再结合80℃水浴高温杀死已萌发杂菌，然后根据Bt在芽胞形成的稳定期产生伴胞晶体的这一特点，在油镜下观察是否存在伴胞晶体从而达到Bt菌株的分离筛选。

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