1、营养杀虫蛋白基因 众所周知，苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）为革兰氏阳性土壤杆菌，它在芽孢形成过程中产生称为δ-内毒素的杀虫伴胞晶体蛋白，这些蛋白具有很高的杀虫活性。在过去的几十年了，已确定数十种苏云金芽孢杆菌菌系及130多种它们编码的杀虫晶体蛋白，近几年克隆Bt基因已转入植物，并在植物体内高效表达。尽管如此，Bt杀虫蛋白对某些农业上重要害虫的作用效果不佳，如鳞翅目的小地老虎。在世界范围内，小地老虎危害50种农作物，其幼虫造成的损失往往是不可挽回的。人们在研究中发现，在芽孢形成前的营养生长阶段，可分泌和产生另一种非δ-内毒素的杀虫营养蛋白，即Vip蛋白（vegatative insecticidal protein, Vip），被称之为第二代杀虫蛋白。目前，已发现了3种营养杀虫蛋白：从腊状芽孢杆菌（B.cereus）培养物中分离出的Vip1、Vip2和从苏云金芽孢杆菌(B.thuringienses)培养物总分离出的Vip3A,VipN末端序列带有数个正电荷氨基酸残基组成的区域和一个疏水核心区。Vip蛋白可与敏感昆虫表皮细胞、尤其是柱状细胞相结合，造成细胞崩解，伴随着肠道严重受损，使昆虫迅速死亡。昆虫摄食Vip3A引起的症状与δ-内毒素致毒表症类似，但是Vip3A发症的时间要长些。目前，Vip3A基因已被克隆，对它的研究也较为深入。
Juan等（1996，1997）分别从苏云金芽孢杆菌AB88和AB424菌株中分离克隆了Vip3A（a）和Vip3A（b）两个基因，其表达产物的氨基酸同源性高达98%。由这两个基因构建的载体已在大肠杆菌中表达。研究人员用含有Vip3A（a）和Vip3A（b）基因的大肠杆菌超声波提取物的饲料饲喂小地老虎初孵幼虫，6天后幼虫无一成活，而对照幼虫绝大部分成活。Vip3A基因全长为2.4kb，编码791个氨基酸（88.5kDa）的杀虫蛋白,与任何已知已知的蛋白没有同源性。研究还发现Vip3A(a)是分泌性蛋白，存在于AB88培养物的上清液中。分泌蛋白穿越菌壁需要两个连续的步骤，先是前体蛋白插入细胞膜，接着分泌蛋白穿越细胞壁，完成蛋白跨膜转运过程。Westem杂交分析表明，培养AB88 15个小时就可检出Vip3A（a）蛋白，到稳定生长早期表达水平最高，并维持到芽孢形成期。而δ-内毒素则需要培养36个小时才能检测到。故Vip3A（a）营养杀虫蛋白所具有的分子和生物学特性与Btδ-内毒素家族不同。生物测试结果表明：Vip3有广谱鳞翅目杀虫活性，尤其对小地老虎、黏虫和甜菜夜蛾有特效。Vip的有效作用浓度（30-100ng）与Bt杀虫蛋白类似。（李惠芬 朱祯）
2、胆固醇氧化酶基因 胆固醇氧化酶基因（cholesterol oxidase,Cho）也被称为第二代抗虫基因，其表达的产物是一类新型杀虫剂。在链霉菌属(Streptomyces)、短杆菌属(Brevibacterium)、假单胞菌属（Pseudomonas）、红球菌属(Schizopylium)等细菌中均发现有胆固醇氧化酶。目前已从链霉菌属中分离出胆固醇氧化酶基因，其编码的胆固醇氧化酶属于乙酰胆固醇氧化酶家族的成员，可催化胆固醇形成17-酮类固醇和过氧化氢。胆固醇是细胞膜的主要组分，伴随着上述反应，摄食昆虫的肠道表皮细胞出现胞溶现象，由此导致昆虫死亡。
David等人（1994）从Streptomyces A19249中分离得到胆固醇氧化酶基因（ChoM）。ChoM的编码基因全长1512bp，编码504个氨基酸。原始的ChoM编码基因5’端带有129bp的前导序列，编码43个氨基酸的短肽。将5’端修饰的不带有前导序列的全长ChoM基因构建到载体pKK233-2中，得到两个表达载体，发现在带有前导序列的全长ChoM基因的大肠杆菌培养液中可检测到较高水平的胆固醇氧化酶活性，而在只有ChoM编码基因的大肠杆菌中几乎检测不到胆固醇氧化酶活性。研究人员又将它们构建到植物表达载体pMON1772上，并用电击法转化烟草原生质体，发现带有前导序列的全长胆固醇氧化酶基因其表达量比只有ChoM编码基因的表达量高2-5倍。这表明N端前导序列可能对蛋白表达有明显的增强作用。生物测试结果表明：胆固醇氧化酶对棉铃象甲（Boll weevil）及烟青虫（Tobacco Budworm）有明显的毒杀作用，有效作用浓度与Bt杀虫晶体蛋白类似。
棉铃象甲是世界性的棉花主要害虫之一，为害部位是棉铃，成虫将卵产于棉花花蕾内，幼虫在棉铃上完成整个发育过程。由于常规的化学药剂很难到达花蕾内，因此难以控制这类害虫，利用转基因棉花自身产生的杀虫蛋白则能获得理想的杀虫效果。目前常用的转Bt杀虫蛋白基因的棉花对棉铃虫有明显的防治效果，但是对棉铃象甲作用不大，胆固醇氧化酶可能弥补这一不足。
总之，当前植物抗虫基因工程是研究的一个热点。人类为寻找新的抗虫基因正在不懈的努力。新的杀虫基因将不断发现，这对抗虫转基因植物的更新换代，防止害虫对某种抗虫转基因植物产生耐受性，具有重要意义。发展趋势是同时转入一种以上的抗虫基因而获得抗虫谱宽、抗虫性强、昆虫难以产生耐受性的转基因植物。
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