苏云金芽孢杆菌菌株在生长代谢过程中会形成芽胞，在芽胞形成过程中产生一个芽胞及一个或多个较大的蛋白质性质的晶体内含体。这种蛋白质性质的晶体被敏感昆虫摄食后会导致昆虫死亡，蛋白质晶体含有不具活性的原毒素分子——δ－内毒素，当昆虫幼虫吞食了这种内毒素，晶体就会被幼虫的碱性肠液溶解，随后被肠道蛋白酶降解，形成有活性的蛋白质毒素，最终导致昆虫死亡。苏云金芽孢杆菌菌株在营养体生长旺盛期，某些菌株还会产生一些其它的外毒素，如α－外毒素、β－外毒素、γ－外毒素，等等。除上述毒素外，近年来从该菌株或代谢产物中分离纯化了多种辅助蛋白，如P19、P20、P21蛋白以及多种营养期杀虫蛋白。
同时，苏云金芽孢杆菌制剂具有一些独特的优良特征。包括经几年储存仍保持稳定、晶体可耐受太阳光的紫外线照射。最重要的特征是，在全球近30年的使用过程中，苏云金芽孢杆菌制剂被证实是安全的。目前，苏云金芽孢杆菌制剂广泛用于粮食、经济作物与蔬菜、林业以及一些卫生害虫的防治。它的另一突出优点是选择性强，对人畜、天敌、植物都非常安全。但也有些不足，如杀虫作用不持久，田间防治效果仅能维持3、4天；杀虫谱偏窄，仅对部分鳞翅目害虫有效；常年使用害虫可能产生抗药性。
随着对其作用的分子机理的大量研究以及近年来基因工程技术的发展，通过遗传学方法对苏云金芽孢杆菌进行改良，获得了有价值的苏云金芽孢杆菌新菌株。
选择性质粒改造
许多苏云金芽孢杆菌菌株的菌体内含复合质粒，大多数这样的质粒可以携带一个或多个cry基因（苏云金芽孢杆菌的主要杀虫晶体蛋白基因），任何cry基因的表达水平都受其它cry基因表达的影响。有时，一个cry基因编码对特定靶害虫具有高活力的原毒素，而另一个cry基因编码对该害虫具有低活力的原毒素，在这种情况下，可以通过除去编码低活力原毒素蛋白基因来实现。
以苏云金芽孢杆菌库斯塔克亚种菌株HD-1为例，该菌株含有一个携带编码对鳞翅目专一的135kDa晶体蛋白基因的67kb质粒，以及携带一个编码其他晶体蛋白基因的174kb质粒。小心的进行热激诱导或反复接种培养，会导致质粒在细胞分裂期间发生分离，产生缺失部分或全部质粒的变异种。失去174kb质粒的HD-1突变株，会高表达保留下来的67kb质粒编码的135kDa晶体蛋白原毒素。
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