含质粒复制起始区ori44的苏云金芽胞杆菌解离载体的构建

将苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430的解离酶识别位点res分别插入克隆载体pRSET B和pUC19得到质粒pBMB1201和pBMB1202。这两个质粒分别经BamHI/Hin dⅢ和EcoRI/HindⅢ双酶切回收含res位点的小DNA片段,与穿梭载体pHT3101经EcoRI/HindⅢ双酶切后加收的含大肠杆菌复制起始区、氨苄青霉素抗性基因和红霉素抗性基因的3．3kb片段连接,获得重组质粒pBMB1203。封闭pBMB1203两res位点外的BamHI和EcoRI位点后,得到解离载体pBMB1204。将来源于苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种YBT－1520的质粒复制起始区ori44片段插入pBMB1204的两res位点之间,得到解离穿梭载体pBMB1205。该解离载体插入壮观霉素抗性基因后电转化无晶体突变株,在辅助质粒所提供的解离酶作用下可发生解离消除抗性基因,解离频率为100％,解离后的质粒稳定性为93％。利用解离穿梭载体pBMB1205可在用抗性筛选到转化子后特定消除抗性标记基因和其它非苏云金芽胞杆菌DNA片段。     

利用苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430构建含cry1Ac10基因的解离载体

将cry1Ac10基因和苏云金芽胞杆菌的复制起始区连 接在一起,并在其两侧按相同方向各连接一个来自苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430的解离位点,构成转移单位。再将革兰氏阳性细菌的抗性标记基因和大肠杆菌克隆载体pUC19与之连接,获得含cry1Ac10基因的解离载体pBMB801。将其转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变体,再导入含解离酶基因的辅助质粒pBMB1200。在解离酶作用下,两个解离位点间发生重组,消除基在操作中的抗性标记基因等非必需基因片段,获得仅保留有完整cry1Ac10基因和来 自苏云金芽胞杆菌质粒复制起始区,在无抗生素选择压力下能稳定遗传的重组质粒pBMB801B 。     

带cry3Aa启动子的aiiA基因在苏云金芽胞杆菌中的表达

N-乙酰高丝氨酸内酯（N-cyl-homoserine lactones,AHLs）,是一类数量感知（Quorum-sensing）系统中的信号分子,它参与诱导调控许多植物病原菌致病基因的表达。苏云金芽胞杆菌的AiiA蛋白能降解这类AHLs分子,进而可减弱病原菌致病基因表达产生的病害。苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3Aa的启动子是一种不依赖芽胞形成的启动子,它相对于其它cry类基因的启动子有启动基因转录时间早,转录时间长的优点。通过重叠延伸PCR,用杀虫晶体蛋白基因cry3Aa启动子替换编码AiiA蛋白的基因aiiA自身的启动子,构建了融合基因pro3A-aiiA。将融合基因装入穿梭载体pHT304的BamHI/SphI位点,得到重组质粒pBMB686并转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171,重组菌株BMB686的AiiA蛋白表达量在各个生长时期均高于对照菌株,对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力也明显优于对照菌株。     

C型产气荚膜梭菌α毒素基因的克隆与表达*

利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体基因组中扩增了1.2kb的α毒素基因,将纯化的PCR产物与载体pGEM-T连接,转化至受体菌JM109中,经NcoI/EcoRI和BamHI/EcoRI酶切鉴定及核苷酸序列测定证实,重组质粒pXCPA1中含有α毒素全基因。随后用NcoI/EcoRI酶切质粒pXCPA1,回收α毒素基因片段,插入到事先经同样酶切处理的载体pET28c中相应酶切位点,构建了表达质粒pETXA1,经NcoI/EcoRI和BamHI/E     

几丁质酶表达质粒pKChiA和pMChiA的构建及表达*

从质粒pLCHIA中切出含粘质沙雷氏菌 (Serratiamarcescens)几丁质酶基因 (chiA)的 1 8kbHinfI片段 ,将其插入到表达载体pKK223-3强启动子Ptac下游的SmaI位点内 ,构建成几丁质酶表达质粒pKChiA。再用内切酶BamHI从pKChiA质粒中切出 2.1kbPtac ChiA片段 ,并将其重组到质粒pMC71A的单一BamHI位点内 ,构建成另一种几丁质酶表达质粒pMChiA。这两种质粒可在大肠杆菌HB101和JM10     

嗜水气单胞菌外膜蛋白基因ompTS的高效表达及其免疫原性

根据嗜水气单胞菌外膜蛋白基因ompTS的核苷酸序列设计引物,运用聚合酶链式反应（PCR）扩增出与预期大小相符的基因片段。将此基因片段克隆至质粒pRSET A的BamHI和EcoRI位点,构建重组质粒,转化大肠杆菌BL21（DE3）,经IPTG诱导获得高效表达,SDS-PAGE蛋白电泳表明在39.9kD处出现超强特异带,占总蛋白的51％。以 Ni-NTA-Conjugate抗体进行Western blot分析证明该399kD的蛋白为所表达的融合蛋白。纯化融合蛋白注射雄性新西兰大白兔可诱导产生特异抗体。ELISA和Western blot检测结果显示,该抗体与表达的融合蛋白和从嗜水气单胞菌中提取的36.9 kD外膜蛋白均呈阳性反应,表明所表达的融合蛋白仍保持原有外膜蛋白的免疫原性,为此融合蛋白作为疫苗的候选成份提供理论基础。     

苏云金芽胞杆菌大质粒pBMB28的克隆

苏云金芽胞杆菌幕虫亚种YBT-020具有典型的晶胞粘连表型。在前期的研究中,通过质粒消除实验,推测晶胞粘连现象与YBT-020内生质粒pBMB28有关。为了定位质粒pBMB28上控制晶胞粘连表型的基因,首先对质粒pBMB28进行克隆。利用穿梭载体pEMB0557,成功构建了苏云金芽胞杆菌YBT-020的基因组人工染色体(BAC)文库。前期的研究表明晶体蛋白基因cry28Aa定位在质粒pBMB28上,根据cry28Aa基因序列设计引物,从文库中筛选到含有cry28Aa的重组质粒pBMB231。镜检和SDS-PAGE证明质粒pBMB231转化无晶体突变株BMB171形成的重组子BMB231可以产生Cry28Aa晶体蛋白,但不能恢复晶胞粘连表型。对重组质粒pBMB231的插入片段末端序列测定并设计引物筛选文库,通过染色体步移方式得到4个可以重叠覆盖质粒pBMB28不同区域的克隆子,从而克隆了该质粒。对这4个克隆子末端测序和酶切分析,测算出该质粒的大小约为140 kb。进一步确定应用基因组BAC文库以及重叠片段筛选的方法,可以快速有效的克隆苏云金芽胞杆菌大质粒。     

苏云金芽胞杆菌营养期杀虫蛋白基因的克隆及表达分析

选择本实验室分离的苏云金芽胞杆菌李氏亚种 (subsp. Leesis) 菌株YBT833、鲇泽亚种(subsp.Aizawai) 菌株YBT-1416和库斯塔克亚种(subsp. Kurstaki)菌株YBT1535为出发菌株,以营养期杀虫蛋白基因PCR扩增的特异片段为探针,进行总DNA酶切片段的Southern杂交定位。结果显示3株菌株的营养期杀虫蛋白基因,均位于经XbaI完全消化的4～5kb大小的DNA 片段上。将该区域DNA片段回收后克隆到pUC19载体,建立了3个较基因组文库小的亚基因组文库。通过菌落原位杂交筛选和酶切鉴定分别得到3个相应的营养期杀虫蛋白基因vip83、vip14和vip15,并对其测序。DNA序列比较发现基因vip83与已知营养期杀虫蛋白基因存在5个差异碱基。将vip83、vip14基因亚克隆到苏云金芽胞杆菌大肠杆菌穿梭载体pHT315, 分别得到重组质粒pBMB8901和pBMB8902。将它们电转化到vip^-的B.t.受体菌BMB171和4Q7,获得了相应的工程菌BMB8901-171,BMB8902-171,BMB8901-4Q7和BMB8902-4Q7。SDS-PAGE电泳检测均有88kD大小的蛋白表达。生物测定结果亦表明了,营养期杀虫蛋白Vip83和Vip14对鳞翅目棉铃虫、小菜蛾和甜菜夜蛾的三龄幼虫均有一定的杀虫活性;其中对小菜蛾的毒力最高,LC₅₀值分别为28.6,31.6,45.4和37.6μL/mL。该结果为构建高效广谱工程菌提供了实际材料和理论依据。      

羊抑制素α亚基N端1-33序列肽段多聚体的构建及其表达纯化

为了提高短肽的免疫原性以制备短肽基因工程疫苗 ,将羊抑制素α亚基N端 1-33氨基酸残基片段的基因序列插入表达质粒pRSET A的BamHⅠ \SacⅠ位点之间构建重组质粒pR INH ,然后利用质粒中的一对同尾酶位点BamHⅠ \BglⅡ和下游的另一酶切位点HindⅢ ,经过简单的酶切后 ,将产物按各种组合连接 ,构建了抑制素串联 2至 6聚体基因。含3至6聚体基因的重组质粒pR 3INH、pR 4INH、pR 5INH和pR 6INH经IPTG诱导均能在大肠杆菌 (E .coli)BL21(DE3)中表达目的蛋白 ,分别占菌体蛋白的 6 %、6 %、7%和 8% ,且都以包涵体形式存在。结果说明 ,利用同尾酶切技术可以快速正确地构建短肽片段的串联多聚体重组质粒 ,为构建短肽半抗原的高免疫原性基因工程疫苗提供了新的思路。     

苏云金芽胞杆菌cryⅡ基因的克隆和表达

分离的苏云金芽胞杆菌(Bacillus-thuringiensis)YBT-791对鳞翅目小菜蛾(Plutellaxylostella)有毒力,将其质粒DNA提纯,经HindⅢ酶切后与杀虫晶体蛋白cryⅡ基因探针杂交,显示出分子量分别为5kb和9．4kb两条DNA阳性片段。把5kb的DNA阳性片段克隆到pUCl8的HindⅢ位点上并转化大肠杆菌TGl,经酶切和杂交检测,证明斑点杂交阳性克隆子中含有5kb的cryI片段。把这个含cryⅡ基因的5kbHindⅢ片段进行亚克隆,将4kb的BamHI－Pstl酶切片段插入穿梭载体pXl61中,并用电脉冲法克隆于苏云金杆菌不产伴胞晶体的突变株中,得到产生单一cry Ⅱ基因编码的杀虫晶体蛋白的克隆菌株M一5。经电镜观察,该克隆菌株能形成出发菌YBT－791多种形态伴胞晶体中的一种方形伴胞晶体;经免疫双扩试验,它只能与Cry Ⅱ晶体蛋白抗血清形成沉淀线;经SDS—PAGE电泳,克隆菌的伴胞晶体只含有一种65kDa的晶体蛋白。生物测定结果表明它既对鳞翅目小菜蛾(Piutella xylostella)有毒性,又对双翅目致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)有毒性。     

小鼠红细胞分化-去核因子的发育期相关性表达与鉴定

以质粒pBS-SK-MEDDF上的小鼠 MEDDF cDNA片段为模板,通过PCR方法删除该片段的非编码序列,将编码序列克隆到pGEM-T-Easy质粒中,经DNA序列测定后,证明其克隆序列正确,再将MEDDF编码序列定向克隆到表达载体pET-30α(+)的BamHⅠ和HindⅢ位点之间,构建了原核表达载体,在获高效表达菌株中,特异表达蛋白质的量占细菌总蛋白的40%.以纯化的该蛋白质为抗原,免疫新西兰纯种大耳兔,获得高效价的抗血清.经免疫细胞化学验证,MEDDF在红细胞的表达具有发育阶段特异性,推测与小鼠红细胞终末分化的启动及细胞核浓缩相关.另外,MEDDF还在小鼠骨髓中的粒细胞系及巨核细胞系表达,说明该蛋白质与小鼠骨髓髓系细胞的分化有渊源关系.     

苏云金芽孢杆菌蜡螟变种伴孢晶体蛋白基因的克隆及表达

用改进的碱解法分析基因供体菌苏云金芽孢杆菌蜡螟变种81-6(Bacillus thuringiensis var.galleriae 81-6)株有两种小质粒和一种大质粒。 将碱解法抽提到的质粒用Pstl完全酶解,与同样用PstI完全酶解的载体质粒pcAMPUC连接,以此重组质粒转化苏云金杆菌无晶体蛋白突变株 Bacillus thuringiensis var,kurstaki HD-1 Cry—B株的原生质体。用ELlSA法筛选到一株阳性转化菌落,分析了其质粒组成和插入片段的大小。毒性试验显示阳性转化子对昆虫幼虫有毒杀作用。     

苏云金芽胞杆菌拟步行甲亚种质粒复制子ori165的克隆

以苏云金芽胞杆菌拟步行甲亚种菌株 (Bacillusthuringiensissubsp.tenebrionis)YBT 1 76 5作为出发菌株 ,克隆了一个包含复制子的EcoRI酶切片段 ,大小约为 1 1kb ,称为ori1 6 5。这是国内外从此亚种中克隆到的第一个复制子。缩小到 8kb左右后仍然能够复制。杂交结果显示 ,此复制子来源于菌株YBT 1 76 5可以检测到的分子量最大的质粒。以此复制子构建的穿梭载体pBMB6 0 71在不同受体菌中的稳定性差异很大 ,其中在以色列亚种无晶体突变株 4Q7中 ,传 40后代 ,稳定性 1 0 0 %。质粒pBMB6 0 71与含ori1 0 3 0和ori2 0 6 2在库斯塔克亚种无晶体突变株BMB1 71中是相容的     

黑曲霉pepD基因阻断突变菌株的构建及功能分析

运用同源重组技术破坏了黑曲霉基因组中的pepD基因,该基因编码一种类subtilisin的胞外蛋白酶PEPD。实验以黑曲霉GICC2773基因组DNA为模板,PCR扩增pepD基因,并在此基因中间插入潮霉素抗性基因(hph)表达单元,由此产生了3.7kb的pepD阻断基因片段。将此阻断基因片段与载体pBS连接,构建成pepD基因阻断质粒pBSDH。采用原生质体-CaCl₂/PEG法将酶切阻断质粒得到的含pepD基因和hph表达单元的3.7kb线性片段转化AspergillusnigerGICC2773菌株,在含潮霉素的平板上筛选潮霉素抗性转化子,从这些抗性转化子中经PCR检测分离到到1个pepD基因阻断突变菌株?pepD66。外源漆酶分泌活性分析显示,黑曲霉pepD基因的破坏使其外源漆酶的分泌表达有所提高。     

紫杉醇合成代谢途径中紫杉烯合成酶cDNA的克隆

紫杉烯合成酶(Taxadienesynthase)被认为在紫杉醇合成代谢途径中起着限速酶的作用。为进一步研究紫杉烯合成酶的作用机理和紫杉醇生物合成代谢调控机制,采用RTPCR技术从东北红豆杉(Taxuscuspidata)愈伤组织中获得了紫杉烯合成酶基因片段,将该片段克隆在载体pGEMTEasyVector上,并转化到大肠杆菌JM109中,经EcoRI酶切检测,Southernblotting及部分cDNA序列分析证实该片段确为紫杉烯合成酶基因,与国外报道的从太平洋红豆杉(Taxus.brevifolia)幼茎中得到的紫杉烯合成酶基因序列具有很高的同源性。     

苏云金杆菌δ—内毒素基因在大肠杆菌中的克隆及表达

分离了苏云金杆菌肯尼亚亚种7404(Bacillus huringiensis subsp．Kenyae 7404)和库斯塔克亚种(Bacillus thuringiensis subsp．Kwrstaki HD-1)的质粒。经凝胶原位杂交证明苏云金杆菌肯尼亚亚种7404的δ—内毒素基因位于约47Md大小的一个质粒上。用蔗糖密度梯度离心法从sau 3 A1部分酶解的上述两种苏云金杆菌质粒DNA酶解片段中分离出大于 4kb的DNA片段,将这些片段克隆到pBR332的Barn HI位点上并转化大肠杆菌HB101。通过菌落原位杂交、菌落原位放射免疫试验及Western blct分析等方法,选到了带有δ—内毒素基因并能在大肠杆菌中表达此毒蛋白的转化体。初步的生物学试验表明,在四个试验过的转化体中带有肯尼亚亚种δ—内毒素基因的转化体TK89及带有库斯塔克亚种δ—内毒素基因的转化体THl2和TH48对烟青虫(Heliothis assulta)有毒杀活性。     

在变铅青链霉菌基因组中定域克隆外源DNA的置换性载体及通过反选择获得重组体的模式方法

ΦHAU3^R是变铅青链霉菌66中对噬菌体ΦHAU3显示抗性的基因,已从基因组中获得分离。将基因组中邻近于该基因两侧的一个3.5kb和另一个3.8kb的DNA片段分别以其在染色体上的天然取向插入到一个由pIJ101衍生的质粒pIJ653上,构建成pHZ806。然后在pHZ806上对应于pIJ101复制子的区域中插入一个spc/str抗性基因,同时在3.5kb和3.8kb片段之间插入一个潮霉素抗性基因(hyg),衍生出一个新质粒pHZ808。由于pHZ808中不具有完整的pIJ101复制功能区,所以它不能在链霉菌中复制。然而,在该质粒3.5kb和3.8kb片段之间插入的任何DNA片段,在导入到变铅青链霉菌中后都可借助于3.5kb和3.8kb两个片段与内源染色体的同源区域所发生的双交换而稳定地整入到内源染色体的特定区域(3.5kb和3.8kb片段之间),同时置换出染色体上的ΦHAU3-R基因。发生了这种基因置换的重组子菌株会对噬菌体ΦHAU3变得敏感,这种反选择方法可用来浓缩和初选携带定域插入片段的重组子。已利用潮霉素抗性基因(hyg)作为一个模式基因片段阐明了这种载体和这种在染色体上定域克隆外源基因片段的方法学和适用性。同时,用pHZ808作载体克隆另外的基因片段时还有另一个优越性：hyg可作为报告基因一同参与外源基因片段的定域整合,携带插入片段的重组子除了对噬菌体ΦHAU3显示敏感性以外,还对潮霉素显示抗性。     

环状芽孢杆菌C-2几丁酶基因的克隆

环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)C-2总DNA经PstI部分酶切后分离2～10kb的片段,插入质粒pUC19的PstI位点,转化大肠杆菌(Escherichia coli),利用几丁质平板从约8000个重组子中筛选到一个几丁酶基因阳性克隆(命名为pCHT1)。用12种限制酶对重组质粒进行的酶切分析表明,重组质粒中的插入片段长3.0kb,其中各有一个KpnI,SacI和SspI位点。把该克隆片段反向插入pUC19的PstI位点所得到的重组子同样具有几丁酶基因表达活性,说明此片段含有一个完整的几丁酶基因,其自身的启动子能被大肠杆菌转录系统所识别。Southern杂交证实了该片段来自于B.circulans C-2基因组,且以单拷贝形式存在,它不能与来自于其它7株几丁酶产生菌的总DNA杂交。     

解毒酶基因在蓝藻中的克隆与表达

用抗性库蚊酯酶基因B1的cDNA片段插入质粒pRL-439中的强启动子之后,再与穿梭表达载体pDC-8相连构建成大肠杆菌蓝藻穿梭表达载体pDC-B1,然后通过三亲接合转移法将pDC-B1转入蓝藻Synechococcus sp. PCC7942中,经新霉素筛选获遗传稳定的转基因藻株;纯化单藻落在液体中扩大培养,提取蓝藻质粒,Southern杂交确证B1cDNA已转入受体细胞;用酯酶的特异性底物β-乙酸萘酯(β-NA)检测B1的表达,转基因藻对β-NA的降解明显高于野生藻,证明酯酶B1基因在转基因藻中得到表达。