四种cry 基因启动子在spoIIID基因突变株中的活性比较

【目的】分析spoIIID基因突变对苏云金芽胞杆菌cry1、cry3、cry4和cry8基因启动子Pcry1Ac、Pcry3A、Pcry4A和Pcry8E的影响,比较以上启动子在无芽胞spoIIID基因突变体(HD-△SpoIIID)中的转录活性。【方法】分别构建了Pcry1Ac、Pcry3A、Pcry4A和Pcry8E与lacZ基因融合的转录分析载体,并导入HD-73野生型菌株和HD-△SpoIIID突变株中测定β-半乳糖苷酶活性;通过高温诱变方法在HD-△SpoIIID基础上筛选出缺失cry1Ac基因的HD--△SpoIIID突变体;构建了4种启动子与cry1Ac基因融合表达载体,分别将它们转入HD-ΔSpoIIID和HD--ΔSpoIIID中,分析Cry1Ac蛋白表达量及其生物活性。【结果】HD-73和HD-ΔSpoIIID菌株中四个启动子转录活性由高到低分别为:Pcry8E>Pcry1Ac>Pcry4A>Pcry3A;spoIIID基因的缺失未影响Pcry1Ac和Pcry8E转录活性,Pcry3A在HD-ΔSpoIIID菌株中转录活性略有升高,Pcry4A在HD-ΔSpoIIID菌株中转录活性在T5到T10略有降低。从翻译水平来看在HD-ΔSpoIIID中cry8E启动子略低于cry1Ac启动子,并高于Pcry4Aa,Pcry3A指导的Cry1Ac蛋白产量,生物活性测定结果与蛋白表达量相符。【结论】cry8E基因启动子Pcry8E在spoIIID突变体中在转录水平活性是最高的启动子,而cry1Ac启动子指导自身基因cry1Ac表达时,在翻译水平上略高于cry8E启动子指导的Cry1Ac产量。     

粘细菌转录因子FruA的表达、纯化及调控作用

FruA是粘细菌(Myxocoxccusxanthus)发育所必需的转录因子,影响着一系列发育特异性基因的表达。在大肠杆菌中表达了带组氨酸标记的FruA,并用镍离子层析进行快速分离纯化。凝胶阻滞试验提示FruA对靶基因的调控可能需要其它因子的参与。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides glnB-lacZ融合子的构建与表达

亚克隆了Rhodobacter sphaeroides glnB启动子,以pMP220为载体构建成glnB-lacZ融合子。将glnB-lacZ、 nifH-lacZ、 nifA-lacZ分别导入R.sphaeroides谷氨酸合酶突变株gltB-、 gltD-和野生型菌株中,分析了突变对固氮基因转录表达的影响。试验证明,在gltBD突变株中nifH的表达受阻遏,nifA表达水平很低。这证明glt基因的突变引起固氮酶结构基因和固氮正调节基因的转录被阻遏,而glnB基因的表达几乎不受影响。试验还测定了环境中结合态氮和有机酸等信号分子对glnB和nifH表达的影响,发现加入氨或谷氨酰胺后,nifH的表达受到明显的阻遏作用,glnB-lacZ的β-半乳糖苷酶活性虽下降30%左右但不随结合态氮浓度升高而变化,仍维持在一个较高的水平。α-酮戊二酸和丙酮酸对nifH的表达有部分去阻遏作用而对glnB的表达无诱导作用。     

双组份系统YvcPQ抑制苏云金芽胞杆菌的芽胞形成

【目的】探究双组份系统YvcPQ影响芽胞形成的机制。【方法】利用β-半乳糖苷酶活性实验验证YvcP对芽胞形成抑制因子KapD的调控作用;通过无痕基因敲除并分别比较突变株与出发菌株的芽胞产率,研究YvcPQ及KapD对芽胞形成的影响;应用细菌单杂交实验、EMSA实验和实时荧光定量PCR技术探究转录调控因子AbrB对yvcPQ操纵子的转录调节。【结果】YvcP可以正调控kapD的表达,从而抑制芽胞形成;yvcPQ不能受YvcP的自调控,而是受AbrB转录激活。【结论】调控因子AbrB能够通过正调控yvcPQ操纵子的转录来提高细胞内YvcP的含量,进而增强YvcP对芽胞形成抑制因子编码基因kapD的表达,最终抑制芽胞的形成。     

苏云金芽胞杆菌Sigma H对芽胞形成的影响

【目的】检测苏云金芽胞杆菌HD73中的转录调控因子Sigma H(σ~H)对spo0A基因转录的调控作用;异源表达纯化Sigma H蛋白,验证其对spo0A基因启动子的直接结合;检测sigH基因的缺失对苏云金芽胞杆菌HD73芽胞形成和晶体蛋白产生的影响。【方法】通过测定spo0A基因启动子指导的β-半乳糖苷酶活性评价spo0A基因在苏云金芽胞杆菌HD73野生型和sigH缺失突变体中的转录水平;通过PCR扩增苏云金芽胞杆菌HD73的sigH基因并插入到表达载体pET21b上,将质粒转入到表达菌株BL21(DE3)中,得到重组菌株BL21 (pETsigH);利用镍柱亲和纯化和阴离子交换纯化得到纯化的Sigma H蛋白;通过凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)验证Sigma H蛋白与spo0A基因启动子的直接结合;通过显微镜观察、活芽胞计数的方法对突变株HDΔsigH进行表型特征分析。【结果】sigH缺失后,spo0A基因转录活性降低;在大肠杆菌中正确表达并纯化出大小约为28kDa的Sigma H-His蛋白;EMSA结果表明纯化后的Sigma H-His蛋白可与spo0A基因启动子结合;镜检和活芽胞计数结果表明突变株HDΔsigH无法产生芽胞和蛋白晶体。【结论】Sigma H蛋白通过与spo0A基因启动子结合直接调控spo0A基因的表达且sigH基因的缺失阻断了苏云金芽胞杆菌中芽胞和晶体蛋白的产生。     

肺炎链球菌cps操纵子的启动子序列点突变可导致细菌荚膜缺失

摘要:【目的】明确肺炎链球菌荚膜多糖合成操纵子的启动子序列出现的点突变313713 T→C是否可导致细菌荚膜缺失。【方法】Western blot检测肺炎链球菌突变株SPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜多糖含量;实时定量荧光PCR分析荚膜多糖合成基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量;构建重组质粒pEVP3-cps promoterD39和pEVP3-cps promoterSPY1,分别转化D39和SPY1菌株,通过β-半乳糖苷酶活性检测来验证转入的启动子序列对细菌荚膜合成的影响,并通过电镜观察荚膜结构和荚膜肿胀试验进一步验证。【结果】肺炎链球菌SPY1 的荚膜多糖含量较野生型显著下降,其相关基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量较野生型D39均显著降低;与D39-pEVP3-cps promoterD39对比,D39-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了76%,与SPY1-pEVP3-cps promoterD39相比,SPY1-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了约79%;电镜结果显示,重组SPY1-pEVP3-cps promoterD39荚膜可恢复至野生型水平,并且重组D39-pEVP3-cps promoterSPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜肿胀试验呈阴性。【结论】荚膜多糖合成操纵子的启动子序列点突变313713 T→C可导致荚膜多糖合成基因表达显著下调,从而引起菌株SPY1的荚膜显著减少甚至缺失。     

粘球菌基因功能和表达情况分析质粒pZCY11的构建及其应用

【目的】旨在构建一个用于粘球菌基因插入失活、同时可通过报告基因分析插入位点基因表达情况的质粒载体,并应用该质粒对黄色粘球菌MXAN1334基因功能和表达情况进行分析。【方法】通过PCR、酶切和连接等方法构建质粒载体pZCY11。从黄色粘球菌DK1622基因组上PCR扩增MXAN1334基因内部部分片段,插入载体pZCY11上lacZ基因的上游,构建重组质粒pZCY13,将其转入DK1622菌株,获得MXAN1334基因插入失活突变株ZC16-18。【结果】基因功能和表达情况分析质粒载体pZCY11含有抗性标记基因aph、自杀性质粒复制子OriR6K和无启动子的报告基因lacZ。突变株ZC16-18在CTT软硬琼脂平板上菌落扩展结果显示,MXAN1334基因插入失活会造成黄色粘球菌S运动能力缺陷。通过X-gal检测突变株ZC16-18中β-半乳糖苷酶酶活,实验结果显示,含有X-gal的平板上培养的ZC16-18菌落呈现蓝色,表明MXAN1334基因能够表达;颜色呈现的时间分析结果显示,MXAN1334基因表达时间较早。【结论】构建的质粒载体pZCY11不仅能够对目的基因进行功能的分析,而且能够同时通过报告基因分析基因的表达情况,可简化粘球菌中基因功能及表达情况的研究。     

固氮施氏假单胞菌亚硝酸盐还原酶基因nirS转录特性及功能鉴定

【目的】研究固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501亚硝酸盐还原酶结构基因nir S的转录调控机制及其在反硝化过程中的功能。【方法】构建nir S-lac Z融合载体,利用三亲本结合法将其导入野生型A1501,通过β-半乳糖苷酶活性的测定,分析不同供氧状况、不同浓度的硝酸盐、亚硝酸盐对nir S基因表达的影响;同时将该载体导入rpo N突变株中,研究氮代谢调控因子Rpo N对nir S基因转录影响。通过同源重组方法构建nir S突变株,通过生化表型测定明确nir S在反硝化过程中的功能。【结果】启动子活性测定表明,nir S基因厌氧条件下高水平表达,是好氧条件下表达水平的4倍;nir S的表达受硝酸盐诱导,但不受亚硝酸盐的诱导;Rpo N突变株中,nir S的表达活性为野生型的1/4,nir S启动子未发现Rpo N的保守结合位点,表明nir S的表达受Rpo N间接调控。表型测定显示以硝酸盐为电子受体时Δnir S的反硝化能力降低了约20%;以亚硝酸盐为电子受体时Δnir S仅有微弱的反硝化能力,并且nir S的突变使得菌体在反硝化条件下利用亚硝酸盐的能力显著减弱。nir S突变提高了菌体在亚硝酸为电子受体的反硝化条件下的固氮酶活。【结论】A1501中nir S基因的转录受外界氧及硝酸盐的影响,同时受氮代谢Sigma因子Rpo N的调控。nir S在A1501菌反硝化过程中起关键作用,参与了亚硝酸盐的转化。     

草酸青霉中一个编码锌指蛋白的基因的功能鉴定

草酸青霉是自然界中常见的产纤维素酶的丝状真菌,其基因组含有多个纤维素酶基因,能够分泌完整的纤维素酶系。真菌纤维素酶基因的表达主要是在转录水平上受到调控。通过对草酸青霉野生菌株HP7-1及其高产纤维素酶突变株EU2106的转录组以及基因组进行分析,获得了一批可能与突变株酶活变高有关的候选基因。HP7A1874是其中的一个候选基因,该基因在EU2106中的表达水平下降了82%。HP7A1874编码一个锌指蛋白,锌指结构域是转录因子所具有的典型结构之一。本研究通过基因敲除获得该基因的缺失突变株△HP7A1874,测定了突变株的纤维素酶和木聚糖酶活性。结果表明,HP7A1874缺失突变株的纤维素酶和木聚糖酶活与野生型菌株相比并无显著差异,说明HP7A1874与草酸青霉纤维素酶基因的表达调控无关。     

绿针假单胞菌GP72中aurI/aurR系统调控功能

【背景】绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis) GP72是一株可生产吩嗪类抗生素吩嗪-1-羧酸(PCA)和2-羟基吩嗪(2-OH-PHZ)的生防根际促生菌。基因组比对发现GP72菌中存在aurI/aurR双元调控系统。【目的】研究该系统对GP72中吩嗪类物质的调控作用。【方法】将aurI基因在大肠杆菌中异源表达,用紫色杆菌CV026和根癌农杆菌NTL4做显色实验。构建基因敲除菌株和回补菌株,发酵测量突变株的生长曲线与总吩嗪产量。构建转录融合质粒,测定吩嗪合成基因启动子的转录水平。【结果】显色实验显示,aurI能产生多种信号分子,使CV026显紫色、NTL4显蓝色。分别单独敲除aurI和aurR基因,同时敲除aurI/aurR基因,吩嗪产量均会升高,而回补菌株吩嗪产量降为野生型水平。β-半乳糖苷酶活性测定结果显示,突变株的酶活比野生型高。【结论】aurI/aurR负调控GP72的吩嗪合成,通过抑制吩嗪合成启动子的转录而影响吩嗪类物质的产量。     

粘细菌转录因子FruA的表达、纯化及调控作用

ＦｒｕＡ是粘细菌（Ｍｙｘｏｃｏｃｃｕｓ ｘａｎｔｈｕｓ）发育所必需的转录因子,影响着一系列发育特异性基因的表达,在大肠杆菌中表达了带组氨酸标记的ＦｒｕＡ,并用镍离子层析进行快速分离纯化。凝胶阻滞试验提示ＦｒｕＡ对靶基因的调控可能需要其它因子的参与。     

Discovery of the autonomously replicating plasmid pMF1 from Myxococcus fulvus and development of a gene cloning system in Myxococcus xanthus

Myxobacteria are very important due to their unique characteristics, such as multicellular social behavior and the production of diverse and novel bioactive secondary metabolites. However, the lack of autonomously replicating plasmids has hindered genetic manipulation of myxobacteria for decades. To determine whether indigenous plasmids are present, we screened about 150 myxobacterial strains, and a circular plasmid designated pMF1 was isolated from Myxococcus fulvus 124B02. Sequence analysis showed that this plasmid was 18,634 bp long and had a G+C content of 68.7%. Twenty-three open reading frames were found in the plasmid, and 14 of them were not homologous to any known sequence. Plasmids containing the gene designated pMF1.14, which encodes a large unknown protein, were shown to transform Myxococcus xanthus DZ1 and DK1622 at high frequencies ( approximately 10(5) CFU/microg DNA), suggesting that the locus is responsible for the autonomous replication of pMF1. Shuttle vectors were constructed for both M. xanthus and Escherichia coli. The pilA gene, which is essential for pilus formation and social motility in M. xanthus, was cloned into the shuttle vectors and introduced into the pilA-deficient mutant DK10410. The transformants subsequently exhibited the ability to form pili and social motility. Autonomously replicating plasmid pMF1 provides a new tool for genetic manipulation in Myxococcus.