链霉菌质粒的复制与进化

近年来, 随着大质粒提取和检测技术的发展, 尤其是高通量DNA测序技术的应用, 使得链霉菌大的环型质粒和线型质粒的研究取得了较快的进展。相比于研究透彻的细菌Theta型复制的质粒, 链霉菌Theta型质粒在复制区的结构、复制蛋白和调控蛋白作用的分子机理等方面具有多样性和新颖性。新鉴定的许多线型质粒的中心复制区表明中心复制的起始可以靠近端粒, 一个质粒也可以有2个以上的复制区。新分离的端粒序列显示端粒“折返”不是必需的, 而形成二级结构对于端粒复制是重要的。链霉菌环型和线型质粒的测序分析显示它们之间存在亲缘关系。环型质粒可以与噬菌体共整合, 实验证明它们在一定条件下可以相互转换。这些研究结果表明, 链霉菌环型、线型质粒和噬菌体从结构到功能到进化具有多样性、新颖性和亲缘关系。     

放线菌细胞壁化学组分分析方法的研究

在总结前人工作的基础上对放线菌细胞壁氨基酸成分的测定方法进行了改进,使全细胞水解液测定的操作过程比原有的方法快速;通过全细胞与细胞壁测定的比较表明,细胞壁获得的结果可靠;采用碱法提取细胞壁比常用的酶法更简单易行,而且效果相近。     

酸性和碱性土壤新分离的放线菌中线型和环型质粒的检测

从湖南、云南采集的19份酸性土壤样品分离到50株放线菌,在pH4.5和pH7.0的培养基上都能生长.从新疆、青海、云南的14份碱性土壤样品中分离到38株放线菌,在pH10.0和pH7.0的培养基上均能生长.因此,这些菌株属于中度嗜酸或中度嗜碱放线菌.利用脉冲电泳技术和普通凝胶电泳在其中12株放线菌中检测到线型质粒,其中3株放线菌中检测到环型质粒.这是首次在中度嗜酸和中度嗜碱的放线菌中报道线型和环型质粒.     

高温链霉菌质粒pTSC2的测序分析和滚环复制方式的鉴定

从猪粪堆肥中分离到一株编号为X3-3的可以在50℃高温生长的链霉菌菌株,该菌株含有一个约7kb的环型质粒pTSC2。【目的】克隆、测序和分析pTSC2,以及鉴定质粒的复制方式。【方法】利用分段克隆和引物延伸获得pTSC2的全序列,利用多序列比对寻找复制元件rep、dso和sso,利用中性转移和Southern杂交检测复制中间体。【结果】克隆和测序获得了全长为7516bp的pTSC2序列,预测编码8种蛋白,其中4种蛋白与链霉菌滚环复制的质粒pIJ101中负责复制和接合转移的蛋白非常相似。pTSC2的复制元件rep、dso和sso也与pIJ101的相似。克隆、转化变铅青链霉菌ZX7以及高温链霉菌2C证明了rep和dso为复制所必需元件。Southern杂交检测到pTSC2复制过程中积累了大量的单链DNA。【结论】高温链霉菌质粒pTSC2以滚环方式进行复制。这是首次在高温链霉菌中克隆和测序质粒,以及鉴定其复制方式。     

变铅青链霉菌内源线性质粒接合转移必需功能区的鉴定

通常细菌间环型质粒在接合转移过程中,单链质粒DNA在质粒内部“oriT”接合转移起始位点发生缺刻.随后,打开的单链质粒DNA通过细胞膜的Ⅳ型分泌系统转移到受体菌中.但是,链霉菌中的接合型线型质粒带有游离3′端,5′端与末端蛋白结合,因而不能以细胞-细胞间方式转移单链缺刻DNA.报道了变铅青链霉菌线型质粒SLP2衍生的环型质粒,与SLP2一样可以高频高效接合转移,并鉴定了接合转移功能区.质粒有效的接合转移功能区包含6个共转录的基因,分别编码一个Tra样的DNA转移酶、胞壁水解酶、2个膜蛋白(可以与ATP结合蛋白相互作用)和一个功能未知的蛋白质.从SalⅠR-/M-向SalⅠR/M宿主转移的质粒频率下降表明,线型和环型的质粒都是以双链的形式转移的.上述研究结果表明SLP2衍生的线型质粒和环型质粒以相似的与细胞膜/胞壁功能相关的机理进行接合转移.     

大肠杆菌最小基因组分析和删减进展

大肠杆菌是基础研究最透彻、应用广泛的微生物,构建含减小甚至是最小基因组的大肠杆菌将为合成生物学的研究和应用提供理想的底盘生物。介绍了大肠杆菌最小基因组的生长与繁殖必需基因的生物信息学分析和实验鉴定,基因组敲除技术,以及删减基因组的大肠杆菌菌株的构建和应用等方面的研究进展。     

头状链轮丝菌（Streptoverticillum caespitosus）ATCC27422染色体复制起始区（oriC）的序列分析与功能研究

头状链轮丝菌(Streptoverticillum caespitosus)ATCC27422染色体复制起始区(oriC)内共有22个DnaA盒结构;其中第21、22个DnaA盒彼此方向相反、相互重叠8个碱基。放线菌oriC数据库搜索发现,这种重叠DnaA盒在抗生素链霉菌、结核分枝杆菌等几种放线菌中也同样存在。在分枝杆菌中一般由第1、2个DnaA盒组成,而在链霉菌中由最后的两个DnaA盒(第21、22)组成。重叠DnaA盒保守序列为CTGTGCACAA,长度为10个碱基,即由于重叠的缘故比正常DnaA盒长1个碱基。通过测量载体对变铅青链霉菌的转化效率研究了oriC不同部位在染色体复制起始中的功能和地位。头状链轮丝菌oriC序列的5′端1～188位的片段虽然不包含有DnaA盒结构,但该片段的缺失,造成oriC复制起始功能的完全丧失。3′端793～939位片段同样没有DnaA盒结构,该片段的缺失,仅发生转化效率的降低约40％,说明oriC的793～939位序列对DNA复制起始效率以及复制子稳定性起重要作用。当oniC被克隆人载体时两端各带有一段dnaA、dnaN基因的部分序列,所构建的载体虽然转化效率较低,但转化子的菌落、菌丝形态与宿主菌原有的表型相接近,由此推断oriC两端的序列除了编码各自产物外,可能通过影响染色体DNA复制的起始效率、复制子稳定性等对染色体的复制起始发挥顺式调控作用。     

小葱植物内生链霉菌线型质粒pYY8L的端粒与复制区的克隆和鉴定

从小葱植物中分离到一株编号为36R-2-1B的链霉菌菌株,该菌株含有一个约为280kb的线型质粒pYY8L。【目的】克隆、测序和分析pYY8L新的端粒和复制区。【方法】采用改良的"在凝胶中进行DNA碱处理与酶切"的方法来克隆大的线型质粒pYY8L的端粒,通过构建基因组柯斯文库和次级克隆的方法来缩小和鉴定pYY8L的复制区。【结果】在小葱植物内生链霉菌36R-2-1B中检测到约为280kb的线型质粒pYY8L,克隆了pYY8L的端粒。其末端的152bp包含6个小的回文序列,可以形成复杂的二级结构。利用柯斯文库构建、次级克隆和测序获得了4891bp的pYY8L的复制区。该复制区含有6个基因,其中2个与天蓝色链霉菌线型质粒SCP1的复制基因非常相似,但是邻近的重复序列不同。【结论】采用新的改良的方法克隆和鉴定了pYY8L新的端粒和复制区。本文首次报道了植物内生链霉菌线型质粒的端粒和复制基因。     

水稻植物内生链霉菌中线型和环型质粒的检测

以广东番禺和五山地区水稻植株中分离到的内生链霉菌为对象,调查可能存在的内源质粒.利用脉冲电泳技术从8个菌株中检测到大小在60 kb～410 kb的线型质粒,其中4个菌株的线型质粒可能有保守的端粒复制基因.该结果与土壤链霉菌中检测到线型质粒和具有保守端粒复制基因的比例相似,表明水稻植物组织内部的独特环境不会造成链霉菌线型质粒的多样性分布产生大的变化.此外,从13个菌株中检测到6 kb～60 kb的环型质粒.     

一株动性球菌ZOYM的初步鉴定及其内源性质粒pPCZ1和pPCZ2的分析

从来自中国深海的样品中分离到一株菌株ZOYM, PCR获得其16S rRNA基因序列, 经比对, 与已发表的动性球菌属(Planococcus)的不同种高度相似。提取质粒DNA, 在琼脂糖凝胶上检测到多条DNA带, 对其中2个小的环型质粒pPCZ1和pPCZ2进行了克隆和测序。 pPCZ1和pPCZ2的全长分别为4738 bp和7935 bp, 编码3个和8个蛋白。预测的pPCZ1和pPCZ2的复制蛋白Rep分别与链球菌(Staphylococcus)质粒pSCFS1和芽孢杆菌(Bacillus) 质粒pBM19的Rep有很高的相似性。此外, pPCZ1和pPCZ2的复制蛋白Rep之间也有一定的同源性。质粒pPCZ1和pPCZ2上均未找到滚环复制质粒保守的dso和sso序列, 而在复制基因的上游均发现有多个重复序列和富含AT的序列, 因此, 推测它们可能不是以滚环方式进行复制, 而是theta方式。这是首次报道动性球菌属两个质粒的完整序列。