生技霉素稳定型基因工程菌的构建*

运用同源重组技术将异戊酰基转移酶基因整合至螺旋霉素产生菌(Streptomyces spiramyceticus F21) 的染色体上,构建了稳定的生技霉素基因工程菌。在不加压的情况下传代,菌种携带选择性遗传标记情况、生长、发酵效价及发酵产物的TLC分析均表明此基因工程菌有较好的遗传稳定性,且发酵效价及产物的组分均得到改善。Southern杂交证明外源基因在螺旋霉素产生菌染色体上的整合情况。     

增加植酸酶基因appA-m的拷贝提高其在巴斯德毕赤酵母的表达量

为了进一步提高植酸酶的发酵效价,降低植酸酶生产成本,对毕赤酵母表达载体pGAPZα-A进行了改造。将表达载体pPIC9的AOX1启动子序列引入pGAPZα-A,使之成为甲醇可诱导型表达载体pAOXZα,插入植酸酶基因appA-m后得到重组载体pAOXZα-appA-m。以染色体上带有一个拷贝的appA-m基因、发酵效价可达到7.5×106IU/mL发酵液的重组酵母菌株74#为受体菌进行转化,在该重组菌株的染色体上的另一位点整合含有植酸酶基因的表达盒,经筛选到高表达植酸酶的重组子。通过PCR进行验证,植酸酶基因被整合到重组酵母的染色体上,且受体菌中原有的植酸酶基因结构未改变。重组菌在5L发酵罐经甲醇诱导120h植酸酶蛋白表达量达到4mg/mL发酵液,酶活性(发酵效价)达到1.2×107IU/mL发酵液以上,较含单拷贝植酸酶基因的受体菌株表达量有较大程度提高。PCR检测及表达量分析证明改良的菌株具有很好的遗传稳定性和表达稳定性。     

人肝金属硫蛋白突变体β基因通过同源重组在蓝藻中的克隆与表达

将人肝金属硫蛋白（ＭＴ）突变体β基因插入到中间载体ｐＲＬ－４３９上的强启动子ＰｐｓｂＡ 下游,利用载体ｐＲＬ－β上的ＰｐｓｂＡ 和β基因与ｐｈａｓｍ ｉｄ ｐＴＺ１８－８上整合平台ＰｓｂＢ,构建整合表达载体ｐＴＺ－β．整合平台ＰｓｂＢ与集胞藻（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓｓｐ．ＰＣＣ６８０３）染色体ＤＮＡ 上ｐｓｂＢ基因下游片段为同源序列．为了发生单交换同源重组,将外源基因β插入到整合平台ＰｓｂＢ下游的克隆位点．利用自然转化方法将表达载体ｐＴＺ－β整合到Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｔｓｐ．ＰＣＣ６８０３的染色体上．经氨苄青霉素筛选得到遗传性状稳定的转基因蓝藻．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 证明β基因已整合到Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣＣ６８０３的染色体上;Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 表明β基因已在蓝藻中表达．ＥＬＩＳＡ 测定在Ｚｎ２＋ 浓度为１５０ μｍ ｌ／Ｌ时表达量最高,为５９０ μｇ／ｇ 鲜藻;原子吸收表明转β基因的藻对Ｚｎ２＋ 的富集能力约为野生型的２倍．     

利用异源正调控基因acyB2构建埃莎霉素Ⅰ高产菌株

必特螺旋霉素(bitespiramycin,BT)是以异戊酰螺旋霉素(简称为埃莎霉素)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为主要成分的多组分抗生素。通过阻断3-O-酰基转移酶基因(sspA),获得了只产埃莎霉素Ⅰ的WSJ-2菌株,但其发酵产物中含有大量螺旋霉素,而埃莎霉素Ⅰ含量较低。为提高4″-异戊酰基转移酶基因(ist)在WSJ-2中的表达水平,从而提高埃莎霉素Ⅰ的产量,首先构建了含有ist基因和其正调控基因acyB2连锁片段的重组质粒pSET152-ia,然后将其导入到埃莎霉素Ⅰ产生菌WSJ-2中,通过具有阿普拉霉素(apramycin)抗性标记的链霉菌整合型载体pSET152整合到WSJ-2的染色体上,获得新的埃莎霉素Ⅰ产生菌WSJ-IA。在不同发酵时间定量检测ist的表达水平,WSJ-IA中ist的表达量要明显高于WSJ-2。WSJ-IA高产菌株的发酵单位从(280±20)μg/ml提高至(1160±108)μg/ml,较原始菌株WSJ-2提高了314%,而且在WSJ-IA发酵产物中埃莎霉素Ⅰ与螺旋霉素Ⅰ含量的比值是WSJ-2的2.4倍左右,说明在引入acyB2基因的同时提高了菌株的发酵单位和埃莎霉素Ⅰ的产量。     

丙酰螺旋霉素基因工程菌构建的研究

将含有丙酰化酶基因的pIJM9重组质粒转化至螺旋霉素生产菌株S.spiramyceticus获得的转化子,经菌落康位杂交和Southern分子杂交表明,No．6l转化子含有pIJM9重组质粒,其发酵产物经薄层层析,生物显迹试验证明,含有与丙酰螺旋霉素标准品R,值相类似的组分,高压液相色谱分析也证明其产物中有与丙酰螺旋霉素保留时间基本一致的成份,质谱分析结果表明产物中含有与丙酰螺旋霉素Ⅱ相同的组分,这说明No．61克隆菌株是能够直接产生丙酰螺旋霉素的基因工程菌。     

增加植酸酶基因appA-m的拷贝提高其在巴斯德毕赤酵母的表达量

为了进一步提高植酸酶的发酵效价,降低植酸酶生产成本,对毕赤酵母表达载体pGAPZα-A进行了改造。将表达载体pPIC9的AOX1启动子序列引入pGAPZα-A,使之成为甲醇可诱导型表达载体pAOXZα, 插入植酸酶基因appA-m后得到重组载体pAOXZα-appA-m 。以染色体上带有一个拷贝的appA-m基因、发酵效价可达到7.5×10⁶IU/mL发酵液的重组酵母菌株74#为受体菌进行转化,在该重组菌株的染色体上的另一位点整合含有植酸酶基因的表达盒,经筛选到高表达植酸酶的重组子。通过PCR进行验证,植酸酶基因被整合到重组酵母的染色体上,且受体菌中原有的植酸酶基因结构未改变。重组菌在5L发酵罐经甲醇诱导120h植酸酶蛋白表达量达到4mg/mL发酵液, 酶活性(发酵效价)达到1.2×10⁷IU/mL发酵液以上, 较含单拷贝植酸酶基因的受体菌株表达量有较大程度提高。PCR检测及表达量分析证明改良的菌株具有很好的遗传稳定性和表达稳定性。     

表达barstar基因及bar基因的转基因油菜的研究

从细菌Ｂａｃｉｌｕｓａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ染色体ＤＮＡ中克隆了ｂａｒｎａｓｅ抑制剂ｂａｒｓｔａｒ的基因,构建了带有ＴＡ－２９基因５′调控区（－１３００－＋３）与ｂａｒｓｔａｒ基因编码区、ＣａＭＶ３５Ｓ启动子与除草剂抗性基因ｂａｒ两个表达框架的植物表达质粒ｐＢＢＳ。以“双低”油菜“５－４”的子叶柄为受体,通过农杆菌介导的遗传转化,获得了在含有１０ｍｇ／Ｌ卡那霉素和２０ｍｇ／ＬＰＰＴ的筛选培养基上再生的转基因植株。ＰＣＲ分析结果表明,ｂａｒｓｔａｒ基因已整合到油菜染色体上;Ｎｏｒｔｈｅｒｎｂｌｏｔ检测表明,ｂａｒｓｔａｒ基因及ｂａｒ基因在转基因植物中得到了正确的调控与表达。以转基因油菜“５－４”为父本授粉给表达ｂａｒｎａｓｅ基因的雄性不育植株,不育株能正常结实。     

聚球藻7942高效泌氨突变种的获得及其泌氨,谷氨酰胺合成酶活性,光合和生

将含有Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣ７１２０反义ｇｌｎＡ基因片段的穿梭表达质粒ｐＤＣ－ＡＴＧＳ转化单细胞蓝藻聚球藻Ｓｙｎｅ－ｃｈｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．ＰＣＣ７９４２,通过同源重组,外源ＤＮＡ定位整合到染色体上。经过抗菌素筛选,获得一种高效泌氨的Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．７９４２突变种。     

具有不同碳源利用方式的酿酒酵母菌株的脉冲电泳核型分析

根据酵母属（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　ＭｅｙｅｎｅｘＲｅｅｓｓ）分类学研究的最新进展,对保藏于中国普通微生物菌种保藏中心的酿酒酵母（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅＭｅｙｅｎｅｘＨａｎｓｅｎ）菌株进行了系统的分类学研究。在表型性状,包括形态、对６种糖类化合物的发酵反应、对１８种碳源和３种氨源化合物的同化反应、在无维生素培养基中和在３５℃及３７℃下的生长情况、对放线菌素酮的抗性等研究的基础上,主要以发酵反应的异同为主将所研究的４０株酿酒酵母菌分成了４组。其中两组２６株与该种的最新标准描述相符,而另两组１４株在蔗糖的发酵和同化及麦芽糖的同华能力上与标准描述不符。进一步的脉冲电泳核型比较分析表明,在生理生化性状上可以清楚分开的４个组,在脉冲电泳核型上却没有相应的区别。典型的酿酒酵母菌株有１２－１５条染色体ＤＮＡ带,大小范围为２２５－２,２００Ｋｂ。在个别生理生化性状上与酿酒酵母的标准描述不符的两组菌,却具有与典型酿酒酵母菌株相同的脉冲电泳核型,证实它们应属于这个种。而菌株ＡＳ２．１４２１虽然其表型性状与酿酒酵母的标准描述完全相符,却具有与典型酿酒酵母菌株差异明显的脉冲电泳核型。该株菌染色体ＤＮＡ分子的大小范围与酿酒酵母?     

新型高密度发酵基因工程菌G830

运用PCR方法,从磷酸乙酰转移酶（Pta）－乙酸激酶（Ack)代谢途径缺失菌株E.coliPA1染色体上,扩增出天氨酸激酶－1-高丝氨酸脱氢酶－I（thrA）和高丝氨酸激酶（thrB）基因部分序列,构建了整合型重组质粒pVHb-Kan;应用染色体－质粒同源重组的方法,将透明颤菌血红蛋白（Vitreoscila haemoglobin,VHb)基因整合到大杆菌PA1染色体上的thr操纵子,构建了新型整合工程菌G830。在高密度发酵条件下,G830的细胞呼吸强度、能量代谢、最高菌密度和细胞干重,均明显优于对照菌株PA1和BL21;重组蛋白脯氨酰内肽酶在G830和PA1中获得稳定高表达;重组菌生长状况及发酵指标均与空宿主菌基本一致且表达质粒能维持较好的稳定性。整合型vhb的表达及乙酸代谢途径（Pta-Ack）的缺陷,改善了宿主在贫氧条件下的生长,且促进了重组蛋白的表达。该工程菌具有良好的氧耐受力,且乙酸积累得到大幅度降低,可作为适于高密度发酵的基因工程菌。     

来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因在毕赤酵母中的高效表达

柠檬酸杆菌(Citrobacterbraakii)来源的植酸酶是目前报道的比活最高的植酸酶。按照毕赤酵母(Pichiapastoris)对密码子的选择偏向性,对来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因AppA进行了密码子优化改造。改造后的基因AppA(m)按正确的阅读框架融合到毕赤酵母表达载体pPIC9的α-因子信号肽编码序列3′端,通过电击转化得到重组转化子。通过PCR验证,AppA(m)已整合在酵母染色体上。SDS-PAGE分析和表达产物的研究表明,植酸酶得到了高效分泌表达,在5L发酵罐中植酸酶蛋白表达量达到3·2mg/mL发酵液,发酵效价达到每毫升发酵液1·4×107IU以上,高于目前报道的各种植酸酶基因工程菌株的发酵效价。     

来源于Escherichia coli的高比活植酸酶基因的高效表达

高效表达高比活植酸酶是进一步提高植酸酶发酵效价、降低植酸酶生产成本的一个有效途径。对源于Escherichiacoli的高比活植酸酶基因appA ,按照毕赤酵母 (Pichiapastoris)密码子的偏爱进行了密码子优化改造。该改造后的基因appA m按正确的阅读框架融合到毕赤酵母表达载体pPIC9上的α 因子信号肽编码序列 3′端 ,通过电击转化得到重组转化子。对重组毕赤酵母的Southernblotting分析证实植酸酶基因已整合到酵母基因组中 ,并确定了整合基因的拷贝数。Northernblotting分析证实植酸酶基因得到了正常转录。SDS PAGE分析和表达产物的研究表明 ,植酸酶得到了高效分泌表达 ,在 5L发酵罐中植酸酶蛋白表达量达到 2 5mg mL发酵液 ,酶活性 (发酵效价 )达到 7 5× 10 6 IU mL发酵液以上 ,大大高于目前报道的各种植酸酶基因工程菌株的发酵效价。     

脉冲电泳核型分析在酿酒酵母菌分类学研究中的应用

根据酵母属（ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ Ｍｅｙｅｎ ｅｘ Ｒｅｅｓｓ） 分类学研究最新进展,核实并更新了保藏于中国普通微生物菌种保藏中心的该属菌株的种类归属。在形态和生理生化性状,包括对６ 种糖的发酵能力、对１８ 种碳源和３ 种氮源化合物的同化能力、在无维生素培养基中和３７ ℃下的生长情况、对放线菌素酮的抗性等常规分类学研究的基础上,对部分疑难菌株进行了脉冲电泳核型比较分析。酿酒酵母（ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ） 、贝酵母（ Ｓ．Ｂａｙａｎｕｓ） 和巴氏酵母（ Ｓ．Ｐａｓｔｏｒｉａｎｕｓ） 三者与少孢酵母（ Ｓ．Ｅｘｉｇｕｕｓ） 在电泳核型上具有明显的差异,主要表现在前三者染色体ＤＮＡ 分子的大小范围均为２２５ ～２２００ ｋｂ ,而Ｓ．Ｅｘｉｇｕｕｓ 缺少小于３６５ ｋｂ 的染色体ＤＮＡ 分子。Ｓ．Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ 的模式和权威菌株具有１２ ～１４ 条染色体ＤＮＡ 带;Ｓ．Ｂａｙａｎｕｓ 和Ｓ．Ｐａｓｔｏｒｉａｎｕｓ 的模式菌株均有１７ 条带,但在带型上存在一定差异。原归于Ｓ．Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ 的株菌ＡＳ２－１００ 具有１６ 条带,与Ｓ．Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ 区别明显而与Ｓ．…     

一种具有应用价值的基因工程表达系统

基因工程技术的目的是使外源基因在受体细胞内按人们期望的方式进行表达,表达系统是基因工程的关键。原核生物表达系统已为人们所深入了解并被广泛应用。真核生物表达系统一度发展缓慢,随着人们对真核生物如酿酒酵母Ｕ山ｃｃｈａｒｏａｐｃｅｓｃｅｒｅｖ０。ｅ）遗传表达机制的深入了解以及实验手段的不断提高,其基因工程表达系统也建立起来了。但是,人们发现酿酒酵母作为一种基因工程表达系统存在一些局限性川,因为酿酒酵母是以发酵为主的酵母,在采用常规的通气发酵条件下其所能达到的生长速度和密度并不高。所以表达外源基因很难达…     

一株种间融合的三倍体杂种酵母减数分裂产物的遗传学分析

通过原生质体融合技术将二倍体酿酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅｖａｒ．ｅｌｌｏｐｓｉｏｄｅｕｓ）与单倍体糖化酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ）构建成遗传上稳定的种间三倍体融合杂种。实验结果表明,这种融合杂种象有性杂种一样能诱导产孢;对其完整和非完整四分子的遗传分析,证明了通过遗传标记互补选择法获得的种间三倍体融合杂种ＨＵ－ＫＤＦ－２４０在产孢过程中,标记基因发生了分离和交换,出现了亲二型和重组类型;四分子对可溶性淀粉的发酵和不发酵分离比为１∶２,而原养型与营养缺陷型的分离比是１∶１。     

稳定遗传的染色体组合整合酿酒酵母重组菌株的构建

染色体整合表达可获得稳定遗传的基因工程菌,是工业酿酒酵母育种的重要手段。pAUR135整合载体是抗生素标记基因可循环使用的载体,添加特定的同源臂后可构建在酵母染色体上稳定遗传的菌株。目前对酵母菌的分子育种常需要对多个基因进行过表达,利用pAUR135载体可将不同基因分别整合在不同染色体或相同染色体的不同位点,这种组合整合表达方法可对不同基因的表达强度比例进行调节,构建表型优化的工业酿酒酵母菌株。本研究以木糖代谢途径基因为例,构建了3个pAUR135整合载体,将3个木糖代谢基因依次整合到工业酿酒酵母染色体的不同位点,获得了染色体组合整合表达的代谢工程菌株。与将这3个基因整合在同一个位点的对照重组菌株相比,染色体组合整合的重组菌株木糖利用率提高了24.4%–35.5%。多基因染色体组合整合方法从新的角度对工业酵母进行代谢工程改造,所获得的工程菌株不带有任何外来基因和选择标记,可以保持性状的稳定,是工业酿酒酵母分子育种的新方法。     

重组大肠埃希菌发酵工艺的影响因素及策略

重组大肠埃希菌的高密度发酵是现代发酵工程研究的一个热点 ,也是基因工程产品大规模生产的重要技术。采用高密度培养技术 (Ｈｉｇｈｃｅｌｌ ｄｅｎｓｉｔｙｃｕｌｔｒｅ,ＨＣＤＣ) ,也就是高密度发酵技术 ,提高菌体的发酵密度 ,最终提高产物的比生产率 ,不仅可减少培养体积、优化下游分离提取 ,还可以缩短生产周期、降低生产成本 ,从而极大地提高在市场上的竞争力。这一目的的实现 ,除了重组菌本身的表达性质外 ,还必须赋予重组菌生长和产物表达的最适环境条件 ,包括适宜的培养基组成、宿主菌的选择、补料的调控、代谢副产物的限制、比生…     

高毒广谱杀虫Bt工程菌TnY

目前 ,农作物害虫在不同程度上对Ｂｔ制剂产生了抗性或不够敏感 ,在对这些害虫有效的Ｂｔ制剂中均不含Ｃｙｔ1Ａａ蛋白。含有ｃｙｔ1Ａａ和ｃｒｙ1 1Ａａ基因的天然苏云金杆菌 ,这两个基因均位于大质粒上。而通过质粒转移或ＩＣＰｓ的共表达构建苏云金杆菌重组菌株以期扩大Ｂｔ杀虫谱和增强毒力 ,常因质粒的不稳定性和质粒间的排斥性而受到一定限制。本研究利用转座子衍生载体ｐＴＶ1ＴＳ将ｃｙｔ1Ａａ和ｃｒｙ1 1Ａａ基因导入新分离Ｂｔ菌株Ｓ1 84的染色体中 ,并使之缺失转座酶而获得遗传稳定的初始工程菌Ｂｔ ＴｎＸ。在筛选工程菌过程中 …     

螺旋霉素生物合成中的分子、基因及发酵调控技术

螺旋霉素(spiramycin,SPM)是十六元环大环内酯类抗生素,在临床上占有重要的地位,其产生菌为生二素链霉菌(S.ambofaciens)。螺旋霉素由福洛氨糖(forosamine)、碳霉氨糖(mycaminose)和碳霉糖(mycarose)3个部分组成。简要介绍了螺旋霉素的理化性质和药理作用,以及生物合成途径与发酵工艺等方面的研究状况,根据螺旋霉素生物合成途径,分别从分子水平、基因水平及发酵工艺等3个方面对通过添加前体或对前体有利的物质及定向过量表达某些重要基因等提高螺旋霉素产量的技术进行了简要概述。     

碱性蛋白酶基因在Bacillus licheniformis 2709中的整合和扩增

将含有去掉启动子的枯草杆菌碱性蛋白酶基因和Ｃｍ抗性基因的整合质粒ｐＭＰ以原生质体ＰＥＧ法转化Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ２７０９在１０ｕ／ｍｌＣｍ平板上筛选整合子,并通过不断提高整合子的抗氯霉素能力来扩增染色体碱性蛋白酶基因,最终选到一株产酶比生产菌２７０９提高６０％的高表达整合菌ＢＬ－２０３,该菌在无选择压力下遗传性状相当稳定。