根癌农杆菌介导里氏木霉转化体系的建立和条件优化

目的:采用根癌农杆菌介导的转化方法实现丝状真菌里氏木霉的遗传转化,并优化转化条件.方法:构建含潮霉素抗性基因(hph)的双元载体pCAM-hph后,转化根癌农杆菌LBA4404获得转化菌株.将根癌农杆菌的转化菌株和里氏木霉的分生孢子共培养后在含100μg/mL潮霉素的抗性平板上筛选里氏木霉转化子,并采用PCR扩增和序列测定对转化子中的插入片段进行了分析.结果:使用根癌农杆菌介导的转化方法转化里氏木霉,每106个分生孢子可获得25.8个转化子.最佳的转化条件为:农杆菌初始浓度为OD660约为0.8,孢子数为106个,共培养时间为48h,pH为5.0～5.5,培养温度为28℃.结论:建立了根癌农杆菌介导的里氏木霉转化方法,并获得了最佳的转化条件.     

农杆菌介导的紫色红曲霉遗传转化体系的建立和优化

通过优化各种转化因素,建立了根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导红曲霉(Monascus)的高效转化体系:红曲霉在PDA培养基培养21 d后收集孢子,制备红曲霉孢子悬浮液,浓度为106个/mL,根癌农杆菌浓度为OD600值0.5,诱导剂AS浓度为100μmol/L,农杆菌与红曲霉在25℃共培养3 d。采用此转化体系构建了含有530多个转化子的红曲霉T-DNA插入突变体库。随机选取50株转化子菌株进行分子验证和稳定性检测,证明T-DNA成功插入红曲霉基因组DNA中,并能稳定遗传。最后,通过形态观察筛选出8株变异较大的菌株,为以后的红曲霉基因功能研究奠定了一定的基础。     

根癌农杆菌介导的黑曲霉遗传转化体系的建立及优化

基于根癌农杆菌介导的遗传转化方法的独特优点,研究黑曲霉转化过程中各主要影响因素,建立高效的黑曲霉遗传转化方法。构建双元载体pBI-hph,通过电转导入农杆菌LBA4404中,以黑曲霉TCCC41056为受体菌株,利用潮霉素B基因作为筛选标记,对影响转化效率的孢子悬液的新鲜程度及浓度、农杆菌菌液浓度、共培养时间、共培养温度这五个条件进行分析,建立根癌农杆菌介导的黑曲霉遗传转化体系。实验结果表明,上述条件对黑曲霉的转化效率有较大的影响,通过优化,黑曲霉转化效率可达83个转化子/10⁷分生孢子;整合到黑曲霉基因组的外源基因可以稳定遗传,在转接10代后遗传性能仍保持稳定,并在众多转化子中筛选得到了糖化酶活力提高18%的黑曲霉突变株。根癌农杆菌介导的黑曲霉转化体系的建立,为进一步研究黑曲霉的功能基因以及开发黑曲霉表达系统提供了有力的手段。     

根癌农杆菌介导的赭曲霉遗传转化体系的建立

赭曲霉在工业上用于甾体C-11α羟基化。为了对现有赭曲霉生产菌株进行遗传改造,以农杆菌LBA4404作为侵染菌株,以赭曲霉(TCCC41060)作为受体菌株,以潮霉素B基因作为筛选标记,成功建立了根癌农杆菌介导的赭曲霉遗传转化体系并对其转化效率的主要影响因素,如农杆菌浓度、孢子浓度、共培养时间和温度等进行了分析。在最佳条件下,转化效率可以达到57个转化子/108个分生孢子。随机挑选的8个阳性转化子10代连续培养结果表明所获得的转化子能稳定遗传。该遗传转化体系的建立为赭曲霉菌株的定向遗传改造提供了重要的操作平台。     

农杆菌介导生防棘孢木霉菌转化体系的优化

目的:实现棘孢木霉菌T4的遗传转化并优化其转化体系.方法:以潮霉素抗性为选择标记,利用农杆菌转化法介导转化棘孢木霉菌.结果:潮霉素基因成功整合到受体菌基因组中,转化子抗性基因可稳定遗传.结论:最优的转化体系和条件为:IM和CM培养基中AS浓度为200 μg/mL,棘孢木霉T4孢子浓度为106/mL,农杆菌浓度为200 μL( OD600约0.8),共培养时间为48 h,转化效率约为50个转化子/106个孢子.     

Breeding of Monascus spp.with high monacolin K production by interspecific protoplast fusion of inactivated parental strains

为获得高产Monacolin K的红曲菌菌株,将经农杆菌介导转化获得的携带潮霉素抗性基因且以甘油为原料液态发酵高产Monacolin K的发白红曲菌H2和以大米为原料固态发酵产Monaco-lin K的烟色红曲菌9908作为亲本,对其原生质体分别进行热灭活及紫外灭活,然后对灭活双亲用PEG作融合剂进行原生质体融合.从融合子中选出有潮霉素抗性的突变株,通过发酵与亲本对比,筛选得到一株以大米为原料固态发酵高产Monacolin K的融合株F12-11,其Monacolin K产量达到8.73 mg/g;较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了100.23％和48.98％;一株以甘油为原料液态发酵高产Monacolin K的融合株F13-2,其Monacolin K的产量达到1752.46 mg/L,较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了32.98％和1979.33％.     

影响根癌农杆菌介导水稻转化的因素分析

根癌农杆菌与来自水稻成熟种子盾片的愈伤组织共培养,将GUS基因导入水稻愈伤组织,并获得了转基因植株。通过比较影响根癌农杆菌转化频率的各种因素,表明激素配比为2,4-D1mg/L、TDZ0.5mg/L、NAA1mg/L时,可以大大促进籼稻愈伤组织的分化能力;酚类化合物的加入使农杆菌的转化频率提高8.9%-23.5%;共培养时农杆菌的稀释方式及适当调整潮霉素（hygB）的使用浓度影响到农杆菌的转化频率。     

根癌农杆菌介导的轮枝镰孢菌遗传转化及T-DNA插入突变体的筛选

建立并优化了农杆菌介导转化轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides获得T-DNA插入突变体的体系,在镰孢菌孢子浓度106个/mL、农杆菌OD600=0.15-0.20、乙酰丁香酮浓度为200μmol/mL的条件下共培养36h转化率最高,可达60-120个/106个孢子。共获得转化子1000多个,连续转接5代能够稳定遗传。PCR验证潮霉素B抗性基因已整合进转化子基因组DNA中,部分转化子表现为生长和形态异常。该转化体系的建立为研究该菌的致病机制和功能基因分析奠定了基础。     

根癌农杆菌介导的轮枝镰孢菌遗传转化及T-DNA插入突变体的筛选

建立并优化了农杆菌介导转化轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides获得T-DNA插入突变体的体系,在镰孢菌孢子浓度106个/mL、农杆菌OD600=0.15-0.20、乙酰丁香酮浓度为200μmol/mL的条件下共培养36h转化率最高,可达60-120个/106个孢子。共获得转化子1000多个,连续转接5代能够稳定遗传。PCR验证潮霉素B抗性基因已整合进转化子基因组DNA中,部分转化子表现为生长和形态异常。该转化体系的建立为研究该菌的致病机制和功能基因分析奠定了基础。     

种间双亲灭活原生质体融合选育高产Monacolin K红曲菌

为获得高产MonacolinK的红曲菌菌株,将经农杆菌介导转化获得的携带潮霉素抗性基因且以甘油为原料液态发酵高产MonacolinK的发白红曲菌H2和以大米为原料固态发酵产Monaco-1inK的烟色红曲菌9908作为亲本,对其原生质体分别进行热灭活及紫外灭活,然后对灭活双亲用PEG作融合剂进行原生质体融合。从融合子中选出有潮霉素抗性的突变株,通过发酵与亲本对比,筛选得到一株以大米为原料固态发酵高产MonacolinK的融合株F12．11,其MonacolinK产量达到8．73mg／g;较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了100．23％和48．98％;一株以甘油为原料液态发酵高产MonacolinK的融合株F13-2,其MonacolinK的产量达到1752．46mg／L,较发白红曲菌H2与烟色红曲菌9908分别提高了32．98％和1979．33％。     

农杆菌介导的红曲菌T-DNA插入突变库的构建及色素突变子的性质分析

以农杆菌EHA105为介导,将带有潮霉素抗性基因和gus基因的T-DNA片段转化到红色红曲菌(Monascusruber)中。通过转化条件的优化,成功构建了含有5132个转化子的T-DNA插入突变库。根据菌落颜色与色素分泌情况筛选到50株色素突变子,聚合酶链式反应(PCR)表明上述突变子均有T-DNA片段插入。经5代的继代培养后,94%的突变子具有稳定性(潮霉素抗性)。对突变子产色素和桔霉素能力的分析表明其分泌次生代谢产物的能力发生了较大变化。本方法的建立,为进一步深入研究红曲菌的代谢调节和基因功能奠定了基础。     

农杆菌介导转化黑曲霉分生孢子及产孢缺陷突变子T-DNA插入位点分析

【目的】利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)T-DNA系统,建立转化黑曲霉(Aspergillus niger)分生孢子的方法,构建T-DNA插入突变子文库,为黑曲霉基因组功能注释研究打下基础。【方法】采用携带二元质粒载体pCAMBIA1301的农杆菌EHA105,诱导转化黑曲霉分生孢子,筛选具有潮霉素抗性的突变子。分析抗性稳定突变子菌株的表型,采用反向PCR方法分析T-DNA插入位点相邻位置的序列,并推测突变基因可能具有的功能。【结果】实验获得具有稳定潮霉素抗性转化子193株,转化率为5.6×102转化子/108分生孢子。部分转化子表型出现较为明显改变,其中一株不能产孢,对其T-DNA插入位点序列分析比对结果显示,突变基因属于超级转运家族(major facilitator superfamily,MFS)。【结论】本研究建立的农杆菌转化黑曲霉分生孢子平台,结合T-DNA插入突变位点分析,可以为黑曲霉基因组功能注释研究提供一种简便有效的途径。     

A Simplified and efficient method for transformation and gene tagging of Ustilago maydis using frozen cells

Ustilago maydis is an important model fungal organism for diverse studies. Little improvement has been made in the method for its transformation since the PEG-mediated transfection of spheroplasts that was reported more than 20 years ago. We have constructed binary T-DNA vectors carrying Hygromycin and Nourseothricin resistance gene cassettes and have developed a highly efficient method for transformation of this fungus based on Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT). Through a series of optimization, at least 1 × 10⁴ Hygromycin B resistant colony forming units (CFU) have been achieved on each 90 mm agar plate using 10⁶ sporidia. Optimal pH value for ATMT is approximately 5.6. Approximately 96% Hygromycin B-resistant transformants contain a single-copy T-DNA inserted into the nuclear genome. Analysis of 204 T-DNA flanking sequences showed that 15.2% of them were found in the coding sequences and a further 37.25% within 0.5 kb from the coding sequences at the 5′ UTR or promoter regions. In addition, a method for preparation and preservation of transformation-ready T-DNA donor and receptor cells has been developed allowing gene tagging experiments to be performed on-demand. An initial screening of 5000 mutants resulted in the identification of a putative farnesyl transferase beta subunit and a PRE6 homologue as new players of sexual mating in U. maydis.     

Characteristic analysis of transformants in T-DNA mutation library of <Emphasis Type="Italic">Monascus ruber</Emphasis>

Monascus ruber, a red mold species, has been widely used in the fields of food and medicine. In this research, we transformed Monascus ruber spores using Agrobacterium tumefaciens as a tool for random insertional mutagenesis with the hygromycin phosphotransferase gene as the selected marker. Three types of mutants including citrinin-producing mutants, mutants with abnormal aerial hyphae and pigment change mutants were screened for molecular analysis. Southern blot analysis showed that more than 83.3% of transformants contained single T-DNA insertions. The genomic DNA segments of the transformants flanking the T-DNA could be amplified from their left borders with TAIL-PCR. Homologous comparison using the Blast tool showed that none of the isolated DNA sequences had any similarity to each other, suggesting that the T-DNA was randomly integrated into the fungal genome, which provided the hypothetical reason for the variant phenotypes of the transformants. The successful creation of transformants with a single T-DNA tag insertion may help us to clone functional genes related to the metabolism and differentiation of Monascus spp., which will greatly facilitate the molecular analysis of this important fungus and the improvement of strains at the genetic level.     

农杆菌介导的灰葡萄孢T-DNA插入突变体库构建及插入位点分析

【目的】利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)进行转化,构建T-DNA插入突变体库,为从分子水平上认识灰葡萄孢的致病机制打下基础。【方法】以含有pCAMBIA 1390双元载体的农杆菌对灰葡萄孢进行转化,利用潮霉素进行筛选。对抗性稳定的转化子进行生物学和形态学观察,采用离体番茄叶片进行致病性测定。利用TAIL-PCR技术对突变体中T-DNA的旁侧序列进行克隆。【结果】得到了一些突变体,表现为生长速率减缓、产孢能力下降、致病力减弱等。克隆并分析了其中一个突变体中T-DNA插入的位置和旁侧序列。【结论】本实验建立了农杆菌介导的灰葡萄孢转化体系,构建了T-DNA插入的灰葡萄孢突变体库。用TAIL-PCR进行突变体中T-DNA旁侧序列的分析是可行的。     

根癌农杆菌介导的哈茨木霉菌遗传转化的研究

利用根癌农杆菌EHA105进行了哈茨木霉Th-33的转化,在优化的转化条件下,EHA105对木霉菌的转化效率约45-100个转化子/106个孢子。本实验室利用该方法已建立了含4000多个转化子的木霉T-DNA插入突变体库。随机挑选24个转化子进行遗传稳定性分析,结果显示转化子经过5代无选择压力连续转接后都能在选择平板上正常生长;潮霉素抗性基因的PCR扩增和Southern blot杂交分析表明,木霉转化子含有该基因,Southern blot杂交进一步表明转化子多为单拷贝随机插入。该转化体系的改进将有利于木霉菌生防功能基因的克隆和作用机制的研究。     

根癌农杆菌介导的日本曲霉转化体系的建立

【目的】通过根癌农杆菌介导的方法构建日本曲霉转化子库,从而筛选出高产甘没氧化酶的日本曲霉突变菌株。【方法】本文通过三亲杂交的方法将双元载体pBI-hphII转移至根癌农杆菌EHA105中并作为侵染菌株,以日本曲霉As5999为受体菌株,建立了农杆菌介导的日本曲霉转化体系,构建了突变体库,并对影响转化效率的根癌农杆菌浓度,乙酰丁香酮(As)加入与否,共培养时间,共培养温度等因素进行了分析。【结果】对转化子的PCR检测和Southern杂交分析表明,T-DNA已整合进日本曲霉基因组中,随机挑选的9个转化子连续转接10代后均能稳定遗传。【结论】该转化体系的建立为筛选出高产甘油氧化酶的日本曲霉突变菌株奠定了基础。     

Agrobacterium tumefaciens-Mediated Transformation of the Lichen Fungus,Umbilicaria muehlenbergii

Transformation-mediated mutagenesis in both targeted and random manners has been widely applied to decipher gene function in diverse fungi. However, a transformation system has not yet been established for lichen fungi, severely limiting our ability to study their biology and mechanism underpinning symbiosis via gene manipulation. Here, we report the first successful transformation of the lichen fungus, Umbilicaria muehlenbergii, via the use of Agrobacterium tumefaciens. We generated a total of 918 transformants employing a binary vector that carries the hygromycin B phosphotransferase gene as a selection marker and the enhanced green fluorescent protein gene for labeling transformants. Randomly selected transformants appeared mitotically stable, based on their maintenance of hygromycin B resistance after five generations of growth without selection. Genomic Southern blot showed that 88% of 784 transformants contained a single T-DNA insert in their genome. A number of putative mutants affected in colony color, size, and/or morphology were found among these transformants, supporting the utility of Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT) for random insertional mutagenesis of U. muehlenbergii. This ATMT approach potentially offers a systematic gene functional study with genome sequences of U. muehlenbergii that is currently underway.     

根癌农杆菌介导的球毛壳菌遗传转化及T-DNA插入突变体的获得

根癌农杆菌介导的遗传转化系统是植物基因工程常用方法,目前已将这一转化系统应用到酵母、丝状真菌以及人类细胞的转化。利用这一转化系统,成功地实现了丝状真菌球毛壳菌（Chaetomium globosum）的遗传转化,转化率约为60～180个转化子/10.7个孢子 。通过对转化子的PCR检测和Southern 杂交分析表明,TDNA已整合进毛壳菌基因组中,而且在所检测的转化子中都是以单拷贝的形式整合,转化子都能够稳定遗传。根癌农杆菌介导的遗传转化具有转化率高、低拷贝、遗传稳定、操作简便等优点,因此有可能成为丝状真菌遗传转化和功能基因组研究的有力工具。