委内瑞拉链霉菌秦岭变种属间接合转移系统的构建及透明颤菌血红蛋白的表达

【目的】构建委内瑞拉链霉菌秦岭变种属间接合转移系统及透明颤菌血红蛋白的表达。【方法】以链霉菌广泛使用的整合型质粒pSET152和复制型pHZ1358为出发质粒,通过供体大肠杆菌(Escherichia coli)ET12567(pUZ8002)进行属间接合转移委内瑞拉链霉菌秦岭变种。【结果】确定了该变种的最佳接合转移条件;通过SOE-PCR(Splicing by overlap extension PCR)技术构建含PermE和vhb结构基因融合片段的整合型表达载体pJD100,转化ET12567(pUZ8002)后属间接合转移委内瑞拉链霉菌秦岭变种。通过PCR和CO结合差光谱验证了vhb基因在委内瑞拉链霉菌秦岭变种中的整合表达。【结论】本文首次探索了委内瑞拉链霉菌秦岭变种接合转移系统,确定了委内瑞拉链霉菌秦岭变种的最佳接合转移条件,并采用基因工程手段使vhb基因在委内瑞拉链霉菌秦岭变种中获得表达。     

藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和基因文库的构建北大核心CSCD

【目的】建立藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的遗传操作系统和基因文库,以便筛选次级代谢产物生物合成基因。【方法】利用大肠杆菌和链霉菌的属间接合转移的方法,以整合型载体pPM927、pSET152和复制型载体pJTU1278构建链霉菌遗传操作系统。以pCClFOS^(TM)载体,大肠杆菌EP1300^(TM)-T1~R为宿主菌构建Fosmid文库。随后,设计引物,利用"板池-行池-单克隆"的三级PCR方法对文库进行快速筛选。【结果】pPM927、pSET152和pJTU1278均成功转入藤黄生孢链霉菌NRRL 2401,其中pSET152载体的转化效率最高。构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的基因文库,含2880个克隆,平均插入片段大小约为35 kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.99%,覆盖基因组16.5倍。同时,初步筛选出可能含有吲哚霉素生物合成基因簇的9个阳性克隆。【结论】成功构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和高质量的基因文库,为克隆该菌中次级代谢产物生物合成基因簇以及进一步遗传改造奠定了基础。     

大肠杆菌-链霉菌高效接合载体的构建及其应用

以链霉菌质粒SCP2^*的衍生质粒pHJL400为基础,构建了能够在大肠杆菌到链霉菌之间进行高效接合转移的质粒DGH112。pGH112含有在大肠杆菌和链霉菌中复制起始位点,以及分别在大肠杆菌和链霉菌中进行筛选的抗性标记。用pGH112转化Escherichia coli ET12567(pUZ8002)后,与天蓝链霉菌(Streptomyces coelicolor A3(2))、除虫链霉菌(Streptomyces avermitilis)、变铅青链霉菌(Streptomyces lividans TK54)、毒三素链霉菌(Streptomyces toxytricini NRRL15443)、委内瑞拉链霉菌(Streptomyces．vertezuelae ISP5230)和红色糖多孢菌(Saccharopolypora erythraea)进行接合,发现本构建的pGH112与pKC1139相比,接合转移效率较高,稳定性好,而且宿主范围较广。把组成型启动子ermE^*与绿色荧光蛋白基因(gfp)克隆到本构建的pGH112,通过接合转移到链霉菌中,gfp获得表达,证明其可以用作基因接合转移的有效工具载体,这为研究链霉菌的基因功能创造了有利条件。     

阿扎霉素F产生菌链霉菌211726基因转移系统的建立

旨在建立阿扎霉素F产生菌链霉菌211726的基因转移系统,以便基因敲除和外源基因表达等遗传操作。以整合型质粒pSET152和pIB139为出发质粒,通过接合转移构建了阿扎霉素F产生菌链霉菌211726的基因转移系统。结果显示25μg/mL阿泊拉霉素可有效筛选接合子。经PCR验证,质粒成功整合到菌株链霉菌211726基因组中,接合子经多次传代后,导入的质粒pSET152和pIB139仍稳定整合于接合子基因组上。     

大肠杆菌-链霉菌穿梭表达载体pMF的构建及其应用

【目的】构建能定点整合到链霉菌(Streptomyces)染色体上的高效表达载体。【方法】以链霉菌自杀型表达载体pLSB2为基础,通过插入链霉菌噬菌体ΦC31整合酶基因int和attP位点(Phage attachment site),构建了能在大肠杆菌和链霉菌之间进行接合转移并定点整合到链霉菌染色体上的表达载体pMF。将pMF转化大肠杆菌ET12567(pUZ8002),并分别接合转移天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolorM145)、变铅青链霉菌(Streptomyces lividansTK24)和红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea2338),挑取接合子进行PCR和Southern杂交检测。将来自刺糖多孢菌S08-4的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAM-s)克隆到载体pMF的启动子下游,接合转移到天蓝色链霉菌中。【结果】表明pMF成功整入链霉菌染色体,并且检测到目的蛋白的表达。【结论】构建的pMF载体可作为外源基因定点整合表达的有效工具,为后续的基因功能研究以及链霉菌的遗传改造奠定了基础。     

无机盐对阿维链霉菌接合转移及异源表达放线紫红素的影响

摘要：【目的】阿维链霉菌可作为异源表达抗生素生物合成基因簇的良好宿主,但是需要优化含有大片段DNA质粒的接合转移效率。【方法】我们选取MgCl2、NaCl、Ca(NO3)2 和CaCl2等4种无机盐,在0－200 mmol/L浓度范围内分别研究其对大质粒向阿维链霉菌接合转移的影响,再设计完全随机试验筛选最佳条件。【结果】CaCl2对阿维链霉菌接合转移有极明显的促进作用,MgCl2也有一定提高作用。通过完全随机试验筛选出最佳的CaCl2和MgCl2浓度组合,使大质粒的接合转移效率提高11倍。同时,本研究还发现阿维链霉菌异源表达放线紫红素的最适培养基,成功表达放线紫红素。【结论】特定无机盐对阿维链霉菌接合转移效率有明显提高作用,并且能促进放线紫红素在阿维链霉菌中的表达。     

链霉菌基因组中放线菌型整合性接合元件的识别

【目的】链霉菌染色体重组和外源DNA片段插入是影响其遗传多样性的主要因素。旨在考察放线菌型整合性接合元件(AICE)在链霉菌遗传多样性中所发挥的作用。【方法】基于AICE的特征性模块, 采用隐马尔科夫模型预测链霉菌基因组序列中的AICEs。【结果】在已全测序的12条链霉菌染色体和35个质粒中, 共识别出29个AICEs, 其中12个为首次报道。Streptomyces coelicolor基因组中发现了4个AICEs, 而其近缘的Streptomyces lividans却没有。【结论】AICEs都整合在链霉菌染色体的核心区, 且都具有典型的整合环出、复制和接合转移等核心模块, 这些可自行转移的元件在链霉菌基因组可塑性中扮演了重要角色。     

链霉菌小质粒pDYM4.3k的复制与接合转移

【目的】链霉菌(Streptomyces)X335是从西藏高原活拉山口分离到的,其中含有一个大小为4.3 kb的环型质粒pDYM4.3k。克隆、测序和分析pDYM4.3k,以及鉴定复制和接合转移的基因。【方法】通过克隆和引物延伸获得pDYM4.3k的全序列,利用比对分析推测基因的功能,通过Southern杂交检测复制中间体,利用平板杂交实验证明接合转移功能。【结果】克隆和测序获得了全长为4346 bp的pDYM4.3k序列,预测仅有3个基因,其中1个基因与链霉菌主要接合转移基因同源,另外2个为功能未知。鉴定新的基因orf1及其上游的约300 bp构成了质粒的基本复制区域。检测到质粒存在单链的复制中间体,表明它以滚环方式进行复制。实验证明pDYM4.3k在变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中具有接合转移功能。【结论】质粒pDYM4.3k可以滚环方式进行复制和在链霉菌之间进行接合转移。这是目前报道的最小的、具有游离复制和接合转移功能的链霉菌质粒。     

酪蛋白水解物对雷帕霉素产生菌Streptomyces hygroscopicus ATCC29253 接合转移效率的影响

吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)ATCC29253能够产生非常丰富的次级代谢产物,除了雷帕霉素外,还可以分泌尼日利亚菌素、洋橄榄叶素、六烯类抗生素等多种具有生物活性的物质,具有重要的研究价值和应用前景。【目的】而建立高效的遗传操作系统是研究该链霉菌相关代谢产物合成机理和构建基因工程菌株的基础。【方法】我们测试了不同培养基及供体菌对吸水链霉菌及其它链霉菌接合转移效率的影响。【结果】我们发现酪蛋白水解物和镁离子能显著提高S.hygroscopicus ATCC29253接合转移效率。通过随机组合试验,筛选出最佳的MgCl2和酪蛋白水解物浓度组合,使得S.hygroscopicus ATCC29253接合转移效率达到1.5×10-4。同时我们还发现酪蛋白水解物可以明显改变S.lividans、S.albus、S.avermitilis的接合转移效率。【结论】本研究首次发现酪蛋白水解物不光对S.hygroscopicus ATCC29253接合转移有作用,对其它常用的链霉菌如S.lividans、S.albus、S.avermitilis等的接合转移效率都有显著的影响。     

黑暗链霉菌DNA转移系统的建立

研究了黑暗链霉菌的基因转移系统,探索了通过PEG介导的原生质体转化、接合转移向黑暗链霉菌中转入外源DNA的可能性。多次尝试用质粒pIJ702转化黑暗链霉菌9904原生质体均未成功。对原生质体进行“热处理”后转化、利用单链DNA转化等都不能将质粒导入黑暗链霉菌中,表明黑暗链霉菌对外源DNA有很强的限制修饰作用。利用接合转移将具有oriT的大肠杆菌链霉菌穿梭质粒pHZ132转入大肠杆菌ET12567(pUZ8002)中,获得供体菌ET12567(pUZ8002,pHZ132)。将供体菌与预萌发的黑暗链霉菌9904的孢子进行接合转移,成功地将pHZ132转入黑暗链霉菌9904中。质粒pHZ132经黑暗链霉菌自身修饰后也可转入黑暗链霉菌9904菌株的原生质体中,转化率约为103/μg DNA(pHZ132)。     

斑贝链霉菌接合转移系统的构建及透明颤菌血红蛋白基因的表达对其次级代谢的影响

以pSET152和pHZ1358为出发质粒,通过供体大肠杆菌ET12567(pUZ8002)和S17-1接合转移斑贝链霉菌(Streptomycesbambergiensis),构建和优化了接合转移体系。采用OOE-PCR技术构建含ermEp*与vhb结构基因融合片段的整合型表达载体pBIB2005,转化ET12567(pUZ8002)后,属间接合转移至斑贝链霉菌。通过PCR、CO结合差光谱验证vhb基因在斑贝链霉菌中整合表达。摇瓶发酵显示VHb蛋白能改善菌体对氧的需求,一定程度上促进细胞生长,提高抗生素产量。     

Interspecies conjugation of Escherichia coli-Streptomyces globisporus 1912 using integrative plasmid pSET152 and its derivatives]

Streptomyces globisporus 1912 produces a novel angucycline antitumor antibiotic landomycin E (LE). To study the LE biosynthetic gene cluster in detail, a system for the conjugal transfer of the integrative plasmid pSET152 from Escherichia coli into S. globisporus 1912 has been developed. It was shown that this plasmid integrates into two sites of the S. globisporus chromosome and is stably inherited under nonselective conditions. pSET152+ exconjugants of the strain 1912 are characterized by a significant decrease in LE synthesis (by 50-90%). A negative effect of pSET152 integration on antibiotic production was observed even upon the use of the recipient strain with increased LE synthesis, although in this case, the level of LE production in ex-conjugants was 120-150% of that in the original strain 1912. Based on pSET152, a vector system for gene knockouts in S. globisporus was developed. The effectivity of this system was shown in the example of disruption of the lndA gene encoding the key enzyme of LE synthesis (beta-ketoacylsynthase). Inactivation of this gene was shown to lead to the cessation of LE biosynthesis.     

链霉菌质粒pSET152电转化稀有放线菌小单孢菌的研究

利用链霉菌(Streptomyces)噬菌体ΦC31所构建的整合型载体pSET152作为供体质粒,分别以小单孢菌(Micromonospora)40027菌株的萌发孢子和新鲜菌丝体作为受体菌,在不同的电场强度下进行电转化实验,结果表明:以小单孢菌40027菌株萌发孢子为受体菌,未获得电转化子;以小单孢菌40027菌株新鲜菌丝体为受体菌,获得了电转化子。电场强度为13kV/cm时可获得最高转化效率。Southern杂交结果表明:质粒pSET152可通过菌丝体电转化法导入小单孢菌40027菌株,并整合到小单孢菌40027菌株的染色体上,暗示链霉菌噬菌体ΦC31的整合酶基因和整合位点在异源宿主小单孢菌40027菌株中仍具有相同的功能。质粒稳定性检测实验表明:质粒pSET152可稳定地存在于小单孢菌40027菌株中。     

An efficient gene transfer system for the pimaricin producer Streptomyces natalensis

Streptomyces natalensis produces the antifungal polyene macrolide pimaricin. Genetic manipulation of its biosynthetic genes has been hampered by the lack of efficient gene transfer systems. We have developed a gene transfer system based on intergeneric conjugation from Escherichia coli. Using this approach, we managed to attain transformation efficiencies of 1 x 10(-4) exconjugants per recipient when using self-replicating vectors such as pHZ1358. The use of integrative vectors such as pSET152 or pSOK804 resulted in significantly lower efficiencies. Site-specific integration or the use of self-replicating plasmids did not affect pimaricin production or the essential functions of S. natalensis. Use of DNA methylation proficient E. coli donor strains resulted in no transformants, indicating the presence of methyl-specific restriction systems in S. natalensis. This methodology will enable easier manipulation of the genes responsible for pimaricin biosynthesis, and could prove valuable for the generation of new designer polyene macrolides with better antifungal activity and pharmacological properties. As an example of the validity of the method, we describe the introduction of Supercos-1-derived cosmid vectors into S. natalensis in order to promote gene replacements by double crossover recombination.     

Intergeneric Conjugation Escherichia coli–Streptomyces globisporus1912 Using Integrative Plasmid pSET152 and Its Derivatives

Streptomyces globisporus1912 produces a novel angucycline antitumor antibiotic landomycin E (LE). To study the LE biosynthetic gene cluster in detail, a system for the conjugal transfer of the integrative plasmid pSET152 fromEscherichia coliinto S. globisporus1912 has been developed. It was shown that this plasmid integrates into two sites of the S. globisporuschromosome and is stably inherited under nonselective conditions. pSET152⁺exconjugants of the strain 1912 are characterized by a significant decrease in LE synthesis (by 50–90%). A negative effect of pSET152 integration on antibiotic production was observed even upon the use of the recipient strain with increased LE synthesis, although in this case, the level of LE production in exconjugants was 120–150% of that in the original strain 1912. Based on pSET152, a vector system for gene knockouts in S. globisporuswas developed. The effectivity of this system was shown in the example of disruption of the lndAgene encoding the key enzyme of LE synthesis (-ketoacylsynthase). Inactivation of this gene was shown to lead to the cessation of LE biosynthesis.     

螺旋链霉菌遗传操作系统-接合转移体系的建立

背景:螺旋链霉菌(Streptomyces spiramyceticus)为国内螺旋霉素(spiramycin,SPM)的生产菌,但目前工业生产中螺旋链霉菌利用遗传操作进行基因改造还没有成功报道.目的:建立螺旋链霉菌遗传操作系统,利用遗传改造的方法改变SPM的组分比例,降低SPM的分离成本.方法:以大肠杆菌(Esche...     

浅蓝霉素产生菌海洋异壁放线菌WH1-2216-6 遗传操作体系的建立

摘要: 【目的】建立二联吡啶类抗生素浅蓝霉素的产生菌海洋异壁放线菌Actinoalloteichus sp. WH1-2216-6的遗传操作体系,以便对浅蓝霉素的相关生物合成基因进行体内敲除和基因回补等遗传操作。【方法】以整合型质粒pSET152 为外源DNA,探索和优化了异壁放线菌WH1-2216-6 菌株与大肠杆菌进行接合转移实验的方法和条件,以此为基础,利用PCR-targeting 系统在体外构建了一个浅蓝霉素二羟基苯甲酸甲酯AMP 连接酶基因敲除的cosmid 质粒pCSG2104,并在优化后的