利用CRISPR/Cas9系统建立内生链霉菌SAT1的基因簇敲除体系

hyBl(hygB-like)基因簇是内生链霉菌SAT1中的次级代谢基因簇,经分析它与潮霉素B基因簇具有52%的相似性,可能在SAT1抑制栗疫菌(Cryphonectria parasitica)的过程中发挥主要作用。为了深入研究该菌的抑菌机制和hyBl基因簇的功能,以hyBl为目标,利用CRISPR/Cas9技术建立SAT1的基因簇敲除体系。在实验过程中,通过protospacer的筛选、敲除载体的构建、接合转移供体菌、Ca~(2+)和Mg~(2+)的选择以及接合时间等多个条件的探索,建立了SAT1的基因簇敲除体系。最终以E. coli ET12567(pUZ8002/pCRISPomyces2-CB)为供体菌,在MS培养基(含10 mmol Mg~(2+))上接合16-18 h,成功获得突变株SAT1△hyBl(缺失14 kb的hyBl基因簇)。突变株对栗疫菌的抑制带宽较野生株降低了77%,这说明该基因簇指导合成的次级代谢产物在抑制栗疫菌方面具有重要的功能。本研究证明了利用CRISPR/Cas9系统可以对内生链霉菌SAT1进行基因簇编辑,也为深入研究该菌的抑菌机制、基因工程法验证未知基因簇功能提供了良好的技术支撑。     

AFLP技术在微生物分类鉴定、基因标定及遗传多样性方面的应用

简述了AFLP技术的原理,比较了AFLP方法与其他分子标记的不同及其优缺点。着重论述了该技术在微生物分类、鉴定、基因标定及遗传多样性方面的应用。     

抗耐药细菌药用植物内生菌的筛选与鉴定

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐头孢霉素大肠杆菌和耐亚胺培南铜绿假单胞菌在医院临床治疗中引起的严重感染,极大地危害着人类身体健康。旨在从植物组织中分离和筛选高活性的拮抗上述耐药细菌的内生菌株。从分离自22种药用植物组织的197株内生菌中,经过两步筛选获得18株对MRSA有拮抗作用的菌株,未筛选到对耐头孢霉素大肠杆菌和耐亚胺培南铜绿假单胞菌有拮抗作用的菌株;经16SrRNA序列分析,其中8株为链霉菌属,6株为芽孢杆菌属,4株为假单胞菌属;对抑菌效果较强的5株菌进行发酵培养,检测发酵液对MRSA的抑菌效果,其中QN1和CF2的发酵液对MRSA有很好的抑制效果。     

紫杉醇产生菌的细胞总核酸提取

树状多节孢（Nodulisporium sylviforme)为中国新记录属种,首次发现它可产生特效抗癌药物紫杉醇,国内外尚未见其DNA提取等方面的研究报道。为了获得高质量的DNA,利用单因素试验对其细胞总核酸的提取方法进行了探索。找到了一套适合紫杉醇产生菌DNA的提取较为简便易行可靠的方法。用此法直接从紫杉醇产生菌中提取DNA,并将所提取DNA进行随机引物扩增（RAPD）,得到了较清晰的扩增图谱。     

产紫杉醇(Taxol)内生真菌的生物多样性

主要阐述了产紫杉醇内生真菌的分离和生物多样性的研究状况 ,紫杉醇产生菌的生物多样性意义及微生物发酵法生产紫杉醇的研究进展 ,并结合内生真菌的特点 ,阐述了紫杉醇产生菌的宿主、生境和生态以及物种的生物多样性     

植物内生链霉菌Streptomyces sp. SAT1的基因组测序和比较基因组分析

【背景】一直以来,链霉菌都是活性物质的主要生产者,近年来随着抗生素滥用引起的环境和微生物抗药性问题越发严重,挖掘高效生物防治因子和新型抗生素成为了解决以上问题的重要手段。【目的】通过获得植物内生链霉菌SAT1全基因组序列和次级代谢基因簇信息,利用比较基因组学和泛基因组学分析SAT1菌株的特殊性以及与其他链霉菌的共性,为阐明SAT1抑菌和内生机制提供理论基础,为揭示链霉菌的生态功能提供可靠数据。【方法】通过三代测序平台PacBio Sequel完成SAT1基因组测序,利用生物信息学技术进行注释和功能基因分类;分别利用RAxML和PGAP软件进行系统发育树的构建和泛基因组分析;次级代谢基因簇的预测和分析通过antiSMASH网站完成。【结果】获得SAT1菌株的全基因组完成图,该菌线性染色体长度约7.47 Mb,包含有4个质粒,GC含量近73%,共预测到7 550个蛋白编码基因,含有37个次级代谢基因簇,分属29个类型,其中默诺霉素基因簇与加纳链霉菌具有较高相似性。42株代表链霉菌中,单个菌株次级代谢基因簇数量为20-55个,主要类型为PKS类、Terpene类和Nrps类,而且含有大量杂合基因簇,各个菌株中特有基因数目较为庞大。【结论】链霉菌SAT1菌株在基因组特点以及次级代谢基因簇的数量和类型上与其余41株链霉菌具有一定的共性,其中潮霉素B基因簇和默诺霉素基因簇合成的相关物质可能与SAT1抑菌活性密切相关。42株链霉菌中次级代谢基因簇数量的多少与基因组大小成正相关,同时大量杂合基因簇以及庞大的特有基因数目的存在说明链霉菌在长期进化过程中存在了很高程度的水平基因转移现象,可能具有重要的生态功能。     

线粒体DNA及其应用

线粒体DNA是在真核生物中普遍存在的一种核外遗传物质,具有分子小、结构简单、进化速度快、母性遗传、无组织特异性等特点。本综述了线粒体DNA在人类遗传疾病、动植物的亲缘关系、种群分化、群体多样性及植物细胞质雄性不育等研究领域中的应用情况。     

树状多节孢的双亲灭活原生质体融合*

以紫杉醇产生菌树状多节孢HQD33的诱发突变株UL50-6和UL40-19 为出发菌株,将收集到的出发菌株UL50-6和UL40-19的菌丝体分别用pH5.5~6.0的0.7mol/L NaCl配制的3%溶壁酶、2%蜗牛酶、1%溶菌酶组成的复合酶系,30℃恒温酶解3~5h,制备原生质体。两菌株的原生质体经纯化后分别用热和紫外线灭活,其中UL50-6的原生质体在54℃热灭活5分钟,UL40-19的原生质体在30W紫外灯下,30cm,照射85秒进行紫外灭活,双亲株的原生质体存活再生率为零。同时对融合条件进行了初步探索,以含有Ca2 和Gly的35%~40%的PEG作为融合剂,融合时间为20分钟时,融合率可以达到4.44?0-2~6.92?0-2。对融合株TPF-1与双亲株的形态学、可溶性蛋白、过氧化物同工酶进行分析,确证其为双亲株的融合子。     

沙棘通过自主选择塑造根瘤内生微生物组

【背景】解析植物微生物群落结构是利用微生物组工程强化植物抗生物和非生物胁迫水平、提高农林产品质量和品质的基础。固氮根瘤是沙棘具有抗旱、抗寒和抗贫瘠等多种优良生物性状的关键。【目的】比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落结构的组成及影响因素,为揭示沙棘-弗兰克氏菌共生和植物-微生物互作协同抗逆机制提供理论基础。【方法】从辽宁、陕西和山西采集样品,通过16SrRNA基因V3–V4可变区的高通量测序技术,采用生物信息学方法比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落组成和丰度差异,并探索土壤土理化性质对根际土细菌群落结构的影响。【结果】沙棘根际土和根瘤内的细菌群落均以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为主要优势菌门,且根瘤内弗兰克氏菌属(Frankia)为绝对优势菌属;根际土前10个优势菌门的丰度在三地样品间均存在显著差异,仅存在唯一共有的优势菌属(鞘氨醇单胞菌属,Sphingomonas),且前35个优势属中有27个属在三地间存在明显丰度差异;土壤pH和速效钾是沙棘根际土细菌群落多样性的主要影响因子;根瘤内优势门和属在三省份间存在高度的保守性,仅异根瘤菌属...     

假单胞菌Tw224抗砷基因簇的功能研究

长期在砷污染环境生存的细菌逐渐演化出抗砷机制,旨在评价分离自湖南铅锌矿区污染土壤的Pseudomonas sp.Tw224抗砷能力和抗重金属谱;揭示该菌的抗砷基因/基因簇的功能.在砷或重金属存在条件下测量细菌的生长情况,对该菌的抗砷能力和抗重金属谱进行评价;通过基因组框架图分析该菌的抗砷基因/基因簇;采用代谢工程法构建...