植酸酶基因的多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,不改变其编码氨基酸序列,对来源于黑曲霉N25植酸酶phyA基因,进行了突变,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9k-phyAm-4,电击转化毕赤酵母,获得优化了密码子的重组酵母转化子。经PCR鉴定表明,植酸酶基因已整合到酵母基因组中; 表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为70.15KD。Southern blotting结果表明,phyA基因整合到酵母染色体DNA中;转化子酶活测定结果表明,经密码子优化的重组酵母PP-NPm-4-2酶活可达136900U/ml,比Arg没有优化的PP-NPm-8 (47600 Uoml-1)酶活高约2.8倍。     

植酸酶phyA基因在解脂耶氏酵母po1h中的表达

本实验通过PCR方法从毕赤酵母GS115-phyA中扩增出不含有信号肽及内含子的黑曲霉NRRL3135植酸酶phyA基因,并将其克隆到表达载体pINA1297中,得到表达载体pINA1297-phyA,利用醋酸锂转化法将线性化载体转化到解脂耶氏酵母po1h中,通过YNBcasa和PPB平板筛选出阳性表达菌株,阳性菌株在YM培养基中28℃培养6d后酶活达到最大为636.23U/mL。表达上清经SDS-PAGE分析得到表达植酸酶分子量约为130kDa,但通过去糖基化处理后其分子量变为51kDa,与理论值相符。经过酶学性质分析表明重组植酸酶最适pH为5.5,最适温度为55℃,该酶在pH2.0~8.0处理1h后仍有较高酶活,并且90℃处理10min后还有86.08%的残留酶活,其抵抗胃蛋白酶和胰蛋白酶能力也较强。     

转基因玉米中植酸酶蛋白免疫亲和纯化体系的建立

为深入研究转基因玉米所表达的植酸酶蛋白的酶学性质,评价重组蛋白的致敏性和饲用安全性,必须获得高纯度植酸酶蛋白.利用识别4个不同表位的单克隆抗体制备了植酸酶蛋白亲和层析体系.结果显示,通过80％硫酸铵沉淀植酸酶蛋白粗提液初步浓缩目的蛋白后,再经过透析去除高浓度盐离子,进而通过免疫亲和层析可获得在SDS-PAGE胶上条带单一的植酸酶蛋白,比活可达470.99 U/mg.同时,将上述免疫亲和层析法对植酸酶的纯化效果与离子交换层析方法进行了对比,结果表明免疫亲和层析法具有稳定、快速和纯化产物比活高等优势,所获得的目的蛋白满足各种检测要求,优于离子交换层析方法.     

杂交转育植酸酶phyA大豆阳性材料筛选研究

植酸及其盐类占土壤非有效态磷30%～40%,利用转基因技术结合常规育种手段培育能够分解利用植酸磷的作物新品种是解决这一问题的最新途径。本研究以农杆菌转化子叶节所获得的JL35-phyA为试材,采用PCR与RT-PCR进行目的基因检测,获得转基因阳性材料;随后将这些阳性材料与38个常规大豆杂交,实现phyA向不同大豆品种的转育。结果表明,利用农杆菌转化技术已将phyA转入吉林35,且基因在大豆根系能够正常转录表达,转基因株系的单株荚数、粒数、粒重及百粒重显著高于野生型,蛋白质和脂肪含量与野生型差异不显著;利用这些转基因株系,通过杂交转育获得F1阳性单株427个,涉及上述38个不同组合,说明目标基因phyA已转移到杂交后代;将F1阳性单株自交后筛选得到部分组合的阳性F2植株及F3子粒,经农艺性状考察,这些后代材料中存在丰富的遗传变异,并在杂交后代中选育出一些转有目标基因的优良株系,为今后培育转phyA大豆新品种(系)提供了一批重要的遗传资源。     

转植酸酶基因玉米的研究与安全评价

植酸酶是应用最广泛的饲料添加剂之一,它在自然界中广泛存在,能提高饲料中磷的利用率,对减轻动物高磷粪便导致的环境水域污染有着重要意义.玉米是动物饲料的主要原料,在玉米饲料中添加植酸酶易造成饲料成本升高和生产效率降低等问题.近年来随着基因工程技术的发展,已克隆出多个真菌植酸酶基因,并成功在微生物、植物系统中表达.本文主要介绍了植酸酶基因的微生物来源与相关研究成果,阐述了转基因技术的常用方法和转植酸酶基因玉米的研究进展,并详细评价了转植酸酶基因玉米的安全性.通过对转植酸酶基因玉米的深入探讨,对改善玉米的品质,降低成本及推广植酸酶在饲料工业中的应用具有重要意义.     

木霉植酸酶编码基因多样性及作为系统发育标记潜力研究

对现有的148株木霉菌株在含植酸钙的琼脂培养基上进行了产植酸酶能力鉴定,结果表明所有菌株均产生了水解透明图,说明所有测试的木霉菌株都具有植酸酶活性,植酸酶编码基因在木霉群体中具有广泛性.选取14个种类的21株木霉,采用植酸酶保守序列设计简并引物P8205、P500-2扩增获得其中11种17株木霉植酸酶基因片段,进行了序列测定;利用ITS4、ITS5引物扩增17个木霉菌株的ITS序列并测序.分别基于植酸酶基因片段序列以及ITS序列信息,通过邻接法(N-J法)构建系统发育树,结果表明植酸酶基因序列具有多样性的特点,而基于植酸酶基因序列与基于ITS序列的分类结果基本相同,不同的是长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)植酸酶基因序列与哈茨木霉(Trichoderma harzianum)被分到同一分支当中,与ITS序列的进化关系相差较大,表明有可以作为木霉分类的一种新的标记的潜力,并携带部分与ITS序列不同的系统发育相关信息.     

植酸酶对斑点叉尾鲴生长性能及磷当量的研究

试验旨在研究饲料中添加植酸酶对斑点叉尾 [初始平均体重(1.70±0.04) g]生长性能及植酸磷利用的影响, 确定植酸酶的磷当量。试验采用单因素试验设计, 以 Ca(H2PO4)2提供外源无机磷, 同时添加不同浓度植酸酶, 试验设计为 10 个处理组, 分别为 1 个对照试验组、4 个无机磷试验组(0.3%、0.5%、0.8%、1.2%)和 5 个植酸酶试验组(300、500、1000、1500、2000 U/kg), 每个处理 3 个重复, 每个重复 30 尾鱼。通过折线模型确定植酸酶的最佳添加量; 通过回归分析, 建立响应指标(特定生长率、椎骨磷)与外源磷添加量之间的线性关系, 进而确定植酸酶的磷当量值。结果表明: (1)添加植酸酶的处理组与对照组相比, 增重率、特定生长率、蛋白质效率、肥满度均有显著提高(P<0.05), 饲料系数、肝体比、脏体比均有下降(P<0.05), 成活率各处理组没有显著差别(P>0.05); 鱼体粗蛋白、粗灰分、钙、磷及椎骨粗灰分、钙、磷均有显著提高(P<0.05), 鱼体粗脂肪含量有所下降。(2)无机磷添加水平与响应指标之间线性关系如下: Y1=0.2714X+2.294(X-无机磷, Y1-特定生长率, R2=0.9238), 300、500、1000、1500 和 2000 U/kg 植酸酶分别可替代 1 kg 饲料中 0.13%、0.57%、0.76%、1.46% 和 1.35% 的 磷 酸 二 氢 钙 , 等 效 于 添 加 了 0.03% 、 0.14% 、 0.19% 、 0.36% 和 0.33% 的 有 效 磷 ;Y2=0.8737X+5.1028(X-无机磷, Y2-椎骨磷, R2=0.9638), 300、500、1000、1500 和 2000 U/kg 植酸酶分别可替代1 kg 饲料中 0.47%、1.11%、1.18%、1.38%和 1.41%的磷酸二氢钙, 等效于添加了 0.12%、0.27%、0.29%、0.34%和 0.35%的有效磷。在试验条件下, 添加 1000―2000 U/kg 植酸酶能有效改善斑点叉尾 生长性能, 有利于营养物质在鱼体中的沉积, 促进骨骼矿化。以特定生长率为响应指标, 植酸酶最佳添加量为 1435 U/kg等效于添加了 0.37%的有效磷; 以椎骨磷为响应指标, 植酸酶最佳添加量为 1226 U/kg 等效于添加了 0.33%的有效磷。     

黑曲霉N-2植酸酶phy4基因的克隆及其重组酵母表达载体的构建

根据已发表的植酸酶phyA基因序列设计并合成1对引物,应用PCR技术,以黑曲霉N-2总DNA为模板,扩增出不包含假定信号肽序列的phyA基因,将其克隆到pMD18-T载体中,测定其核苷酸序列,并推导其氨基酸序列。该基因全长为1350bp,与已发表的黑曲霉NRRL3135的phyA基因的同源性为92．4％(不计内含子),编码1个含449个氨基酸残基的蛋白质,推导的氨基酸序列同源性为95．1％。将该基因与分泌型载体pPIC9K连接,构建了植酸酶基因的重组酵母表达载体pPIC9K／phyA。     

平菇产植酸酶菌株的筛选及植酸酶基因区域的克隆

从平菇（Pleurotus ostreatus）8个菌株中筛选出3株高产植酸酶菌株,并根据GenBank中植酸酶基因的保守区设计并合成一对特异性引物,以平菇菌丝的总DNA为模板,通过PCR扩增,获得了一条长约920 bp的片段.DNA序列测定结果表明,该片段长度为919 bp.采用blast进行序列比对,结果表明：该片段与曾报道的源于Trametes pubescens的植酸酶phyA（GenBank Accession：AJ310700）基因相比较,其DNA序列同源性为93%.该片段含有3个内含子,含有植酸酶基因的活性位点保守序列（Active-site sequence）RHGARYPT.     

激光诱变筛选高产植酸酶黑曲霉菌株的研究

用1.06um,15KHz高重复率声光调QNd：YAG激光以20W和15W的辐照功率分别照射产植酸酶的黑曲霉孢子液和原生质体液不同时间,检定再生菌落数并经透明圈初筛和摇瓶复筛,测定诱变菌株所产植酸酶酶活。结果表明：20W的功率辐照黑曲霉孢子1′以上,致死率近乎100…,15W功率辐照原生质体液20″-4′,存活率在8.571％-117.14％之间,正变率在27.45％-100％之间,正变辐度60.69％-124.96％,说明原生质体比孢子耐受激光诱变的能力强,并且诱变效果好。筛选到了一株酶活提高达3.75倍的单个变异菌株。