植物叶片基因组DNA快速提取方法

为了满足分子生物学研究中大量植株基因需要PCR检测的需求,建立了一种无需研磨、无需有机试剂抽提的快速提取植物叶片基因组DNA的方法。通过比较基因组DNA的浓度及PCR检测结果,获得了最佳提取条件,即约50 mg叶片加入150μL含1%β-巯基乙醇的TE提取液,快速破碎1 min。破碎后的样品4℃13 500×g离心1 min,上清于-20℃冷冻后室温融解,4℃、13 500×g离心1 min,离心后收集的上清溶液即可用于PCR检测。整个提取过程仅需10-12 min,具有样品用量小、操作简单、廉价、高效等优点。使用此方法提取的烟草、水稻、大豆、玉米、油菜和花生的基因组DNA均可用于PCR扩增,并可成功扩增长度为3 244 bp的基因片段。此方法提取的基因组DNA也可用于对未知基因的扩增,获得4条新的花生actin基因序列。     

苏云金芽胞杆菌V4菌株cry杀虫基因的鉴定、表达及杀虫活性分析

旨在给生物防治提供更多的基因资源,以从本实验室分离的300株苏云金芽胞杆菌基因组为模板,利用cry1类全长通用引物进行PCR cry1类基因鉴定。经过PCR-RFLP鉴定出菌株V4含有cry1Ea基因,进一步研究发现该菌株还含有cry2Aa基因,并成功克隆到了这两个新基因,被Bt国际命名委员会正式命名为cry1Ea12和cry2Aa16。将两种基因在大肠杆菌Rosetta(DE3)中表达,表达蛋白进行杀虫活性测定,结果表明两种蛋白杀虫活性不理想,但对试虫存在明显的体重抑制,而V4菌株蛋白具有较高的杀虫活性。     

苏云金芽胞杆菌高效表达载体的构建

[目的]通过比较cry1A、cry3A、cry4A和cry8E四个基因的启动子转录活性,筛选出一个强启动子,利用强启动子构建一个苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)高效表达载体.[方法]利用启动子融合lacZ技术检测了4种启动子的转录活性.通过扫描电子显微镜观察晶体、SDS-PAGE、蛋白定量和生物活性测定等方法对新建高效表达载体进行功能验证.[结果]构建了Pcry1A、Pcry3A、Pcry4A和Pcry8E4个启动子融合报告基因lacZ的表达载体,经β-半乳糖苷酶活性分析得知,启动子活性从高到低依次为Pcry8E＞Pcry1A＞Pcry4A＞Pcry3A.选取cry8E启动子,以pHT315作为基础载体构建苏云金芽胞杆菌高效表达载体pHT315-8E21b,将cry1Ac基因连接到pHT315-8E21b和广泛应用的cry3A启动子指导的pSXY-422b上,分别转入无晶体突变株HD-73-,获得菌株HD-8E1Ac和HD-422-1Ac.扫描电子显微镜观察显示,HD-8E1Ac菌株可以形成菱形晶体,说明正确表达了cry1Ac基因.SDS-PAGE分析结合蛋白定量实验表明pHT315-8E21b表达效率高于pSXY-422b.对小菜蛾(Plutella xylostella)的生物活性测定表明HD-8E1Ac菌株对小菜蛾有生物活性,且菌株活性高于HD-422-1Ac.[结论]利用强启动子Pcry8E构建了一个能在Bt中高效表达的穿梭载体pHT315-8E21b,该载体可正确表达cry1Ac基因,其表达效率高于被广泛应用的pSXY422b.     

不同启动子表达Cry1Ie蛋白的特性分析

苏云金芽胞杆菌启动子P1Ac与T7启动子表达的Cry1Ie蛋白对鳞翅目害虫小菜蛾(Plutella xylostella)幼虫的杀虫活性有较大差异.P1Ac启动子表达的Cry1Ie蛋白LC50为1.73 μg/mL,T7启动子表达的Cry1Ie蛋白LC50为18.18 μg/mL,后者是前者的10.5倍.主要从形态、碱溶性及抗胰蛋白酶稳定性等方面对其进行了初步的探索.结果显示,两者在形态上无显著差异,均有相对较为规则的颗粒存在;在碱溶性方面无显著差异,均有约20.0％的包涵体能溶解于pH10.5 50.0 mmol/L Na2CO3的溶液;在对抗胰蛋白酶的稳定性方面无明显差异,由此说明这三方面都不是二者活性差异的原因,推测是T7启动子表达的Cry1Ie蛋白折叠不正确导致其活性较差.     

生防工程菌株BS-17A稳定性与抑菌活性初步研究

目的:BS-17是内生细菌,对番茄灰霉病菌、叶霉病菌和枯萎病菌具有显著抑菌活性,为了跟踪研究野生型菌株BS-17在番茄根围和叶围的定殖情况,构建了1株带有黄绿荧光蛋白基因标记的生防菌株BS-17A.方法:采用NYD连续培养的方法和平皿抑菌试验的方法对工程菌株的遗传稳定性和抑菌活性进行了初步研究.结果:该工程菌在无选择压力培养基中连续培养50h,质粒遗传稳定性为94%,对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、叶霉病菌Cladosporiumfulvum和枯萎病菌Fusarium oxysporum的抑制作用与野生菌无显著差异,平皿抑菌率分别为85.5%、86.5%和89.8%.结论:该工程菌具有较强的遗传稳定性和抑菌活性.     

苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigE基因敲除突变株的构建与特点

SigE因子是芽胞杆菌芽胞形成过程中起重要作用的sigma因子,它控制着众多芽胞形成相关基因的表达.在苏云金芽胞杆菌中,Cryl等杀虫晶体蛋白的表达也受SigE因子的控制.本研究利用同源重组技术构建了苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种标准菌株HD-73 sigE缺失突变株.研究表明:突变株衰亡期提前,丧失了形成芽胞和晶体的能力:cryIAa指导的β-半乳糖苷酶活性分析表明sigE基因对crylAa基因的转录有较大影响.利用载体pHT315携带sigE所在操纵子spoIIG及其启动子序列在突变株中表达,使突变株恢复了产生芽胞和形成杀虫晶体的能力,生长基本恢复正常,这些结果表明SigE因子是Bt库斯塔克亚种菌株产生芽胞和形成晶体所必需的.     

苏云金芽胞杆菌Vip3AaAdAa嵌合蛋白的构建及其杀虫活性分析

Vip3A类杀虫蛋白是一类新型杀虫蛋白,在氨基酸序列上与研究较为深入的Cry蛋白没有同源性,且昆虫受体结合位点与Cry蛋白也没有竞争关系。利用同源重组技术针对对甜菜夜蛾具有高活性的Vip3Aa39与无活性的Vip3Ad开展研究,成功构建了三个vip3AaAdAa型嵌合基因,将其转入大肠杆菌中表达嵌合蛋白Vip3AaAdAa1、Vip3AaAdAa2、Vip3AaAdAa3,并将这三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾进行了杀虫活性测定。研究表明,三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾具有杀虫活性,Vip3AaAdAa3蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了1.4倍,Vip3AaAdAa1蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了2.7倍,嵌合蛋白Vip3AaAdAa1和Vip3AaAdAa3的杀虫活性均低于Vip3Aa39;Vip3AaAdAa2的杀虫活性与Vip3Aa39差异不显著。     

猪传染性胃肠炎病毒重组核衣壳(N)蛋白的纯化

通过对大肠杆菌表达,经载体pPROEXHTb克隆的TGEV重组N蛋白纯化方法中一系列条件的探索,最终得到了纯化融合蛋白的最佳优化方法。即在裂解液中含有1mM PMSF的条件下,分别经过2倍体积的bufferA和bufferB洗脱后,再收集pH5．9,含有80mM咪唑的1倍体积bufferC洗脱液,在波长280nm处检测蛋白吸收值A,再将峰值经SDS－PAGE电泳分析,可得到纯度较高的融合蛋白。     

芽胞外壁基质组成蛋白的编码基因启动子PexsY指导的cry1Ac基因表达

【目的】利用非cry基因启动子PexsY(芽胞外壁基质组成蛋白编码基因启动子)表达Cry1Ac晶体蛋白,发现可用于cry基因表达的新元件,为高效工程菌的构建奠定基础。【方法】采用启动子融合lacZ技术,通过β-半乳糖苷酶活性分析了PexsY启动子和截短的PexsY启动子的转录活性;利用该启动子在苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)HD73菌株中表达了cry1Ac基因,通过透射电子显微镜观察晶体形态;蛋白定量、SDS-PAGE比较蛋白产量;生物活性测定进行功能验证。【结果】PexsY启动子在芽胞晚期转录活性很高,透射电镜观察到利用该启动子表达的cry1Ac基因形成了菱形晶体,SDS-PAGE分析可以检测到133kDa的Cry1Ac蛋白,且与cry3A启动子指导表达的蛋白产量相近,少于cry8E启动子指导表达的蛋白产量;生物活性测定表明PexsY指导表达Cry1Ac蛋白对玉米螟(Ostrinia furnacalis)具有杀虫活性。【结论】在Bt无晶体突变体中,非cry基因启动子PexsY可以正常表达133kDa的Cry1Ac蛋白,并形成晶体,具有在芽胞形成晚期表达cry基因的能力,该类启动子将在Bt工程菌构建中发挥重要作用。     

苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigL基因突变体的特性分析

[目的]通过分析苏云金芽胞杆菌sigL基因突变体的特征,进一步明确sigL基因在苏云金芽胞杆菌中的功能.[方法]测定了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株,sigL基因缺失突变菌株和互补菌株在不同营养成分的培养基中的生长曲线以及在不同氮源条件下的生长情况.分别将调控aco操纵子(编码3-羟基丁酮脱氢酶系统)的转录调节基因acoR和调控bkd操纵子(编码催化支链脂肪酸合成的酶系统)的转录调节基因bkdR的启动子与lacZ基因融合,并转入出发菌株和sigL突变体中,测定β-半乳糖苷酶的活性.[结果]sigL突变体不能利用精氨酸、脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸为唯一的氮源;β-半乳糖苷酶的活性分析表明:在sigL突变体中acoR基因和bkdR基因的启动子活性降低.序列比对分析表明:Bt中的AcoR和BkdR的蛋白结构域与依赖于σL的转录调节因子的保守序列相似.[结论]苏云金芽胞杆菌中sigL基因的缺失可能阻碍了某些重要碳、氮源参与的代谢途径.在Bt中AcoR和BkdR是依赖于σL的转录调节因子.