苏云金杆菌δ—内毒素基因在大肠杆菌中的克隆及表达

分离了苏云金杆菌肯尼亚亚种7404(Bacillus huringiensis subsp．Kenyae 7404)和库斯塔克亚种(Bacillus thuringiensis subsp．Kwrstaki HD-1)的质粒。经凝胶原位杂交证明苏云金杆菌肯尼亚亚种7404的δ—内毒素基因位于约47Md大小的一个质粒上。用蔗糖密度梯度离心法从sau 3 A1部分酶解的上述两种苏云金杆菌质粒DNA酶解片段中分离出大于 4kb的DNA片段,将这些片段克隆到pBR332的Barn HI位点上并转化大肠杆菌HB101。通过菌落原位杂交、菌落原位放射免疫试验及Western blct分析等方法,选到了带有δ—内毒素基因并能在大肠杆菌中表达此毒蛋白的转化体。初步的生物学试验表明,在四个试验过的转化体中带有肯尼亚亚种δ—内毒素基因的转化体TK89及带有库斯塔克亚种δ—内毒素基因的转化体THl2和TH48对烟青虫(Heliothis assulta)有毒杀活性。     

苏云金芽孢杆菌δ－内毒素crylA?基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒pOS1000中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis )δ－内毒索crylA?全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体pKK223-3重组,并引入大肠杆菌JMl09中,经IPTG诱导．获得了超量表达的CryIA?蛋白。将crylA?全长基因插入链霉菌表达载体pHZl272中,得到重组质粒pHZl256,将该质粒引入变铅青链霉菌(Streptomyces　lividans)JT46中,经硫链丝菌素诱导．通过Westerablotting测定表明,重组变铅青链霉菌JT46(pHZl256)已表达出相应的CrylA?蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ－内毒索crylA?对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为93％和57％。     

解淀粉芽胞杆菌启动基因的克隆及其对地衣杆菌α-淀粉酶基因的调控

用大肠杆菌启动基因探针质粒pHE5克隆了解淀粉芽胞杆菌的启动基因。供体菌DNA的HindⅢ片段与pHE5重组后转化大肠杆菌,获得一批带启动基因的抗四环素转化子,其中四株的抗性达到200μg/mL,从这四株高抗性转化子中提取质粒,并对其中的一个重组质粒pAE23的插入片段进行限制性图谱分析和缺失研究,获得了一个缺失了部份片段,四环素抗性仍达到200μg/mL的衍生质粒pAED23,经酶切分析证明其上的启动基因位于0.8kb的EcoR Ⅰ—HindⅢ片段上。点杂交分析证实该片段来自解淀粉芽胞杆菌的DNA。将地衣杆菌的α-淀粉酶基因亚克隆至pAED23启动基因下游的HindⅢ位点上能增强该基因在大肠杆菌中的表达。     

根癌农杆菌介导的乙肝表面抗原基因对烟草的转化

构建了植物表达载体pBRSAg,该载体具有完整的植物表达元件,CaMV35S启动子、农杆菌T-DNA左右边界、植物报告基因gus和植物选择标记基因hpt,适用于农杆菌的转化;通过冻融法将重组质粒pBRSAg转入根癌农杆菌LBA4404中,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,经筛选培养获得烟草植株。抗性植株经GUS染色和PCR检测为阳性,初步表明乙肝表面抗原基因在烟草中得到表达。     

华葵根瘤菌nifA基因的克隆和功能分析

华葵根瘤菌(Mesorhizobium huakuii即R.astragali)159的nifA基因的序列分析表明,该基因全长1227bp,编码分子量为44734D的Nif A蛋白。与其它NifA蛋白的序列比较发现,华葵根瘤菌NifA蛋白也存在保守的中间结构域和C末端DNA结合结构域,但其氨基端缺失。Tn5定点突变得到的突变体是Nif-表型。构建了nifA基因组成型表达的质粒,此质粒在大肠杆菌中对华葵根瘤菌nifHlacZ有激活作用。     

一株高效抗砷喜温硫杆菌工程菌的构建

利用DNA体外重组技术,将大肠杆菌质粒载体pUM3上的抗砷基因簇片段亚克隆到含有强启动子（tac启动子）并具有广泛寄主范围特性的IncQ族质粒pMMB24上,删除调节基因片段,构建了含有强启动子、可在tra基因诱动下转移的组成型表达的抗砷质粒pSDRA4。通过接合转移的方式将其导入专性自养极端嗜酸性喜温硫杆菌Acidithiobacillus caldus中,构建了冶金工程菌Acidithiobacillus caldus (pSDRA4),接合转移频率为（1.444±0.797）×10-4。表明在大肠杆菌和喜温硫杆菌之间成功地建立了一个遗传转移系统。经检测,重组质粒在喜温硫杆菌中具有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定（重组质粒保留76% 以上）。经抗砷性能检测,与野生菌相比,构建的喜温硫杆菌工程菌抗砷能力明显提高,从10mmol/L提高到45mmol/L。     

利用绿色荧光蛋白基因gfp研究芽胞杆菌的启动子活性

利用绿色荧光蛋白基因gfpmut3,分别标记苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)的cry3A启动子Pcry3A、BtI_BtII启动子PBtI_BtII和来自蜡状芽胞杆菌特异启动子P44-12以研究其表达差异。其中,Pcry3A和PBtI_BtII分别与gfpmut3构成融合基因,以调控gfpmut3在苏云金芽胞杆菌中的表达。将重组质粒pGFP_304(含P44-12)、pGFPExpA(含Pcry3A_ gfpmut3融合基因)和pGFPExpB(含PBtI_BtII_ gfpmut3融合基因)分别导入大肠杆菌(Escherichia coli)和苏云金芽胞杆菌后发现,P44-12和PBtI_BtII在大肠杆菌与苏云金芽胞杆菌中均可表达gfpmut3,其中PBtI_BtII在大肠杆菌中具有极强的启动基因表达的能力。而Pcry3A不能启动gfpmut3在大肠杆菌中表达,在苏云金芽胞杆菌中启动的gfpmut3表达的荧光强度也较弱。进一步通过荧光显微镜和生物活性检测器对含重组质粒pGFP_304、pGFPExpA和pGFPExpB的转化子分别进行荧光检测及微量热检测。结果表明,3种启动子驱动下的gfpmut3基因均可在苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171中表达并检测得到不同的发光类型。微量热法检测发现P44_12和PBtI_BtII启动gfpmut3表达的代谢热低于Pcry3A驱动gfpmut3表达的代谢热。     

苏云金芽孢杆菌和大肠杆菌穿梭质粒的构建和特性研究

将苏云金芽孢杆菌中的pHTA1030质粒与大肠杆菌中的pJH101质粒重组后,构建出pBHGA重组质粒。此质粒通过逐步酶切,缺失后重组得到了14个分子量大小不同的衍生重组质粒。经过对pBHG1重组穿梭质粒在E.coli HB101和B.subttlis 168受体中表达的分析,证明了它带有B.thuringiensis(简写作B.t.)质粒的启动区、启始复制区和对热分离稳定区基因片段,并能高频转化B.t.受体细胞和高表达外源cat基因,同时具有对热分离稳定的特性。为B.t.基因工程体系提供了高效转化表达载体。     

蒙古冰草MwLEA3基因植物表达载体的构建

以植物双元表达载体pCAMBIA2300为基础,设计分别带有酶切位点XbaI和PstI的一对引物,从克隆载体pGM-T-MwLEA3中扩增到目的基因MwLEA3。用XbaI和PstI双酶切该目的基因及表达载体pCAMBIA2300,回收后利用T4DNA连接酶连接,获得植物表达载体pCAM-MwLEA3。通过冻融法将所获得的植物表达载体重组质粒导入根癌农杆菌LBA4404菌株中,为该基因的功能鉴定及通过农杆菌介导法将MwLEA3基因导入植物提高相关抗性奠定了基础。     

利用枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因启动子与信号肽重组分泌表达mpd基因

用大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pNW33N和去除了信号肽编码序列的成熟mpd基因构建了穿梭启动子探针pNW33N-mpd。用该探针从质粒pMPDP3和pMPDP29上克隆来自于枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因上游的启动子功能片段,构建了穿梭表达载体pNYTM和pNYWM。将表达载体pNYTM和pNYWM转入枯草芽孢杆菌1A751获得表达菌株1A751(pNYTM)和1A751(pNYTM),mpd基因在ytkA和ywoF基因的启动子和信号肽的带动下实现了分泌表达且具有天然活性,结果表明ytkA基因的启动子强度强于ywoF基因的启动子。利用ytkA基因的强启动子和nprB基因的分泌型信号肽编码序列构建了新的穿梭分泌表达载体pYNMK,并使mpd基因在枯草芽孢杆菌WB800中得到了更高水平的分泌表达,表达菌株WB800(pYNMK)在培养到第84 h时甲基对硫磷水解酶酶活达到最高值为10.40 u/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的10.8倍,重组表达产物有91.4%分泌在培养基中。     

短芽孢杆菌a-乙酰乳酸脱羧酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

用PCR方法扩增短芽孢杆菌α—乙酰乳酸脱羧酶基因,引入原核表达载体pBV220中,得到重组质粒pALDl。pALDl中的ALDC基因在大肠杆菌中高效表达,每毫升发酵液产酶80单位以下,比原始菌株提高200余倍。SDS-PAGE蛋白质分析表明,大肠杆菌DH5α(pALDl)表达的ALDC占细胞总蛋白量的40％以上。研究了重组质粒稳定性,大肠杆菌DH5α(PALDl)和HB101(pALDl)分别在无选择压力下30℃连续培养50代以上,41℃诱导不同时间,DH5α(pALDl)在热诱导5h后,未发现质粒不稳定性,HB101(pALDl)在热诱导3h后,质粒基本稳定,但热诱导5h后,丢失质粒的细胞约占70％。     

表达昆虫特异性神经毒素AaIT基因的转基因烟草的抗虫性

经改造的昆虫特异性神经毒素AaIT基因插入植物高效表达载体得到重组质粒pNGY-2。重组质粒中AaIT基因5＇端与烟草花叶病毒(TMV)的Ω序列3＇端融合,受两个串联的35S启动子控制,通过土壤农杆菌LBA4404介导转化烟草NC89,经NPTⅡ选择后再经GUS染色挑选出阳性再生植株,Southern blotting进一步证实了AaIT基因已经整合到烟草基因组中,对棉铃虫(Heliothis armigera)的抗虫实验表明,转基因烟草有显著的抗虫活性。     

全长δ-内毒素cryIA?基因在三种原核细胞中的表达

采用随机引物法标记苏芸金芽孢杆菌δ-内毒素cryIA(b)基因:从苏芸金芽孢杆菌HD-73质粒基因文库中筛选到了分别包含δ-内毒素cryIA?基因5’端和3’端的6.5kb和4.3kb两个片段,然后分别缺失其非编码区,重连得到全长3.92kb的crylA?基因,用穿梭载体pHT3101亚克隆后分别转化大肠杆菌NM522、枯草杆菌AS1176及苏芸金芽孢杆菌晶体缺陷型4D10(H3ab),得到了具有同一质粒的三种工程菌。SDS-PAGE电泳表明此基因在三个宿主系统中均表达了分子量为133300的原毒素,分子量大小与苏芸金芽孢杆菌HD-73晶体蛋白完全相同,免疫检测表明表达蛋白和天然晶体蛋白具有相同的免疫原性。用提取的粗表达产物对二龄小菜蛾幼虫作杀虫试验,证明三种细胞产生的表达蛋白均具有杀虫活性,测得它们的LD_(50)分别为0.311μg/cm~2、0.024μg/cm~2和0.017μg/cm~2。     

酿酒酵母磷酸甘油酸激酶基因(PGK1) 的分子克隆和特性研究

以大肠杆菌和酵母菌穿梭质粒pCN60为载体,大肠杆菌C600或HB101为受体构建成酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Hind I基因文库。从基因文库中提取重组DNA转化酵母受体XSB44-35D(a,pgk1,leu1,ade1,trp1,gal1),选出转化体Pgk1+琼脂糖凝腔电泳指出所插入的DNA片段长度为3．1kb。PGKl DNA片段插入的方向性是此基因的5’-。侧翼区靠近pCN60的BamH I位点,而3’-侧翼区接近Bg1 I位点。Cla I,EcoRV,Kpn I,Xba I,Pst I,Hind Ⅱ,BamH I及Pvu I等核酸内切酶制作的酶切图谱的结果表明,除报道的PGK酶切位点外,还发现一个新的Kpn I及一个新的Cla I位点。     

全长δ—内毒素cryIA（c）基因在三种原核细胞中的表达

采用随机引物法标记苏芸金芽孢杆菌δ-内毒素cryIA(b)基因:从苏芸金芽孢杆菌HD-73质粒基因文库中筛选到了分别包含δ-内毒素cryIA(c)基因5’端和3’端的6.5kb和4.3kb两个片段,然后分别缺失其非编码区,重连得到全长3.92kb的crylA(c)基因,用穿梭载体pHT3101亚克隆后分别转化大肠杆菌NM522、枯草杆菌AS1176及苏芸金芽孢杆菌晶体缺陷型4D10(H3ab),得到了具有同一质粒的三种工程菌。SDS-PAGE电泳表明此基因在三个宿主系统中均表达了分子量为133300的原毒素,分子量大小与苏芸金芽孢杆菌HD-73晶体蛋白完全相同,免疫检测表明表达蛋白和天然晶体蛋白具有相同的免疫原性。用提取的粗表达产物对二龄小菜蛾幼虫作杀虫试验,证明三种细胞产生的表达蛋白均具有杀虫活性,测得它们的LD_(50)分别为0.311μg/cm~2、0.024μg/cm~2和0.017μg/cm~2。     

鼠李糖乳杆菌D-(+)-乳酸脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用PCR的方法从鼠李糖乳杆菌基因组DNA中扩增到D-(+)-乳酸脱氢酶基因(ldhD),并连接到载体pSE380上,构建表达质粒pSE-ldhD,将重组质粒pSE-ldhD转化大肠杆菌BL21(DE3),重组菌株经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析表明ldhD在大肠杆菌中实现了表达,表达产物的分子量约为37kD。同时采用紫外分光光度法测定D-乳酸脱氢酶的酶活,测得重组菌株的D-乳酸脱氢酶活力为5.4U/mL,最适反应温度为35℃,最适pH为5.6。     

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶基因的克隆和表达

我们分离到了一株产生分泌型青霉素G酰化酶的巨大芽孢杆菌(Bacillus megateriumBM1)。用pBR322作载体,将该菌的青霉索G酰化酶基因克隆到大肠杆菌(Escherichia coliMcl061)中,得到含有9．9kb插人片段的重组质粒pBmPA4。分析了该质粒的限制酶酶切图谱,并经体外缺失获得含4．9kb插入片段的质粒pBmPA5。pBmPA4和pBmPA5在E·coliMcl061中均能表达,表达受苯乙酸诱导。     

pilO基因对鲍曼不动杆菌运动能力的影响

目的:构建无标记的鲍曼不动杆菌pil O基因缺失突变株,通过表型鉴定pil O基因缺失对鲍曼不动杆菌运动能力的影响。方法:PCR扩增pil O基因上下游各1 kb同源臂,连接至p MO130-TelR自杀质粒,质粒转化大肠杆菌S17-1后再接合至鲍曼不动杆菌4294中;蔗糖诱导自杀质粒与基因组同源重组,以获得基因缺失突变株;蹭行实验观察pil O基因缺失对鲍曼不动杆菌运动能力的影响。结果:构建了pil O基因缺失鲍曼不动杆菌4294菌株突变株;缺失株与野生株生长曲线无明显差异,但蹭行能力显著下降。结论:pil O基因与细菌蹭行能力密切相关,提示其编码鲍曼不动杆菌Ⅳ型菌毛结构蛋白。     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因启动子的克隆、鉴定及其应用

利用TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced PCR)从短小芽孢杆菌基因组中扩增到碱性蛋白酶基因编码区上游的启动子片段。对该片段的序列测定和分析表明, 此片段长797 bp, 但与基因表达有关的序列长约390 bp。对启动子片段进行不同长度的缺失突变, 以获得最小的基因启动子片段, 结果表明, 该基因起始密码子上游约160 bp的DNA片段就可以启动基因的表达。将含有该片段的碱性蛋白酶基因WApQ3插入大肠杆菌-芽孢杆菌穿梭质粒载体pSUGV4中, 构建了碱性蛋白酶基因表达质粒pSUBpWApQ3。将该质粒分别转入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌中表达, 可在胞外检测到碱性蛋白酶活性, 最高酶活分别为466.5 U/mL和3060 U/mL。     

农杆菌菌株及其侵染浓度和时间对基于菜豆黄矮病毒表达载体瞬时表达外源基因的影响

以3种常见的农杆菌菌株(GV3101、EHA105、LBA4404)和基于菜豆黄矮病毒的复制型植物表达载体为材料,利用农杆菌介导的瞬时转化技术,将外源绿色荧光蛋白(GFP)基因导入本氏烟(Nicotiana benthamiana L.)叶片中实现瞬时表达,并对不同农杆菌菌株、侵染浓度及侵染时间对于瞬时表达水平的影响进行比较。结果显示,3种不同的农杆菌菌株在介导转化本氏烟叶片瞬时表达GFP积累水平之间存在显著差异,其中EHA105菌株转化效率最高,LBA4404次之,GV3101最低。此外,GV3101、EHA105和LBA4404最适侵染浓度的OD600值分别为0. 5、0. 3和0. 3;最佳侵染时间均为第4 d。研究结果表明农杆菌菌株染色体结构和Ti质粒的差异是影响瞬时转化过程中农杆菌侵染浓度及其外源基因瞬时表达效率的重要因素。