粟长蠕孢菌的原生质体转化

本文报道了利用具有潮霉素抗性标记的质粒(pAN7-1)对粟长蠕孢菌原生质体进行转化的结果。经pAN7-1质粒DNA转化处理的粟长蠕孢菌原生质体在含潮霉素(200μg/ml)的选择性培养基上出现两类转化子。一类是正常转化子,其转化率为2个转化子/μg DNA;另一类是流产转化子,其产生频率为500—600个转化子/μg DNA。DNA杂交分析结果表明,在正常转化子中质粒DNA以首尾相接、重复排列的形式整合入受体菌染色体DNA。初筛获得的转化子多数以异核状态存在,经单孢分离纯化后可通过有丝分裂稳定传代。     

以潮霉素抗性为选择标记的稻瘟病菌原生质体转化

稻瘟病菌对潮霉素（ＨｙｇｒｏｍｙｃｉｎＢ,简写为ＨｍＢ）较为敏感,当不含无机盐的再生培养基中ＨｍＢ浓度达到１００μｇ／ｍｌ时,稻瘟病菌２５３９ｗ原生质体的再生即被完全抑制。我们利用带有ＨｍＢ抗性基因的质粒（ｐＡＮ７－１）,通过ＰＥＧ②融合法对其原生质体进行转化,获得了ＨｍＢ抗性转化子。转化子以两类形式出现：一类为大而生长稳定的菌落,另一类为小而生长不稳定的菌落,两类菌落产生频率分别为每μｇＤＮＡ３－４个和１０－２０个。将大菌落转化子转接到含有ＨｍＢ的新培养基上,仍可正常生长,但小菌落转化子却不能,说明前者为真正的转化子而后者为流产转化子。ＤＮＡ杂交分析显示转化是由于质粒ＤＮＡ整合到了２５３９ｗ的染色体ＤＮＡ上,整合可在染色体ＤＮＡ的不同位点上发生。受试的７个转化子尽管各自的整合形式不同,但均在选择与非选择性培养中保持稳定。     

糖多孢红霉菌同源片段长度与染色体重组率关系的研究

为了探索同源片段长度与糖多孢红霉菌染色体同源重组率的关系,化学合成或用重叠PCR合成带有突变位点、在突变位点两侧长度为（26bp+27bp）、（500bp+576bp）和（1908bp+1749bp）的同源序列,克隆于糖多孢红霉菌同源重组载体pWHM3后,分别构建了pWHM1113、 pWHM1116和 pWHM1119质粒。以PEG介导转化糖多孢红霉菌A226原生质体,3个质粒分别获得每皿30个、69个和170个转化子,但pWHM1113质粒不能与染色体有效整合,pWHM1116质粒与染色体整合率为转化子的2%,而pWHM1119质粒与染色体整合率达到转化子的19%。 pWHM1116和 pWHM1119质粒均可进行有效的染色体二次重组,将突变位位点引入染色体。因此,同源片段长度为（500bp+576bp）或更长时,可与糖多孢红霉菌染色体进行有效的单重组和双重组。     

根癌农杆菌介导的白腐丝状真菌——黄孢原毛平革菌的转化

利用农杆菌介导的方法成功地对黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）进行了遗传转化。将含有潮霉素磷酸转移酶融合基因的双元质粒pCH61300转入根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）208中,然后用该转化菌分别感染黄孢原毛平革菌的分生孢子和原生质体,获得16株可能的转化子,经复筛,共获得6株潮霉素抗性水平为100μg/mL的稳定转化子,分生孢子和原生质体的转化频率没有明显差别。PCR检测结果显示,抗性基因已导入黄孢原毛平革菌细胞中;Southern杂交表明,TDNA以单拷贝形式整合到黄孢原毛平革菌基因组中。其中的一个转化子菌落形态与原野生型菌株相比有所不同,菌丝稀薄,分生孢子较少。利用分生孢子转化更为简便易行,无需特殊的设备和制备原生质体,此方法为深入开展该菌的遗传转化研究奠定了基础。     

以潮霉素B抗性为选择标记的深黄被孢霉原生质体转化

利用亚硝基胍(MNNG)诱变方法筛选了一株深黄被孢霉潮霉素B敏感型菌株M6-22-4。采用PEG介导的方法,将含有E.coli潮霉素B抗性标记的PD4质粒转入敏感株M6-22-4原生质体,并在潮霉素B浓度为400μg/mL的选择培养基上筛选转化子,获得了1.6~2.8个转化子/μg质粒DNA的转化频率。稳定性实验表明,质粒线性化后所获得的转化子在PDA培养基上传代10代以后,转接到选择平板上有31.6%仍具有HmB抗性;随机挑选了3个转化子,通过PCR方法检测到潮霉素抗性基因的存在,Southern杂交发现,潮霉素抗性基因已经以1~2拷贝数整合到深黄被孢霉M6-22-4染色体上,这是深黄被孢霉转化系统的首次报道。     

以潮霉素B抗性为选择标记的深黄被孢霉原生质体转化

利用亚硝基胍（MNNG）诱变方法筛选了一株深黄被孢霉潮霉素B敏感型菌株M6-22-4。采用PEG介导的方法,将含有E.coli潮霉素B抗性标记的PD4质粒转入敏感株M6-22-4原生质体,并在潮霉素B浓度为400μg/mL的选择培养基上筛选转化子,获得了1.6～2.8个转化子/μg质粒DNA的转化频率。稳定性实验表明,质粒线性化后所获得的转化子在PDA培养基上传代10代以后,转接到选择平板上有31.6%仍具有HmB抗性;随机挑选了3个转化子,通过PCR方法检测到潮霉素抗性基因的存在,Southern杂交发现,潮霉素抗性基因已经以1～2拷贝数整合到深黄被孢霉M6-22-4染色体上,这是深黄被孢霉转化系统的首次报道。     

niaD基因与uidA基因共转化糖化酶高产菌株Aspergillus niger T21

从Aspergillu niger T21 分离到自发性的氯酸盐抗性株,再经氮源生长试验获得硝酸盐还原酶缺陷的niaD 突变体N44。用含有niaD的质粒pSTA10转化N44,转化频率为5个／μg(转化子/DNA)。转化子的Southem印迹分析表明niaD基因同源整合到N44的染色体DNA中。pSTA10与含葡糖苷酸酶基因(uidA)的质粒pNOM102共转化N44,共转化频率为40％。共转化子的(GUS(葡糖苷酸酶)活力测定结果表明uidA基因已在N44中表达。由此可知,以niaD为选择标记,uidA为报告基因,以N44为受体的转化系统可用于丝状真菌启动子功能检测和已知调控序列的功能分析。     

niaD基因与uidA基因共转化糖化酶高产菌株Aspergillus niger T21

从AspergillusnigerT21分离到自发性的氯酸盐抗性株,再经氮源生长试验获得硝酸盐还原酶缺陷的niaD突变体N44。用含有niaD的质粒pSTA10转化N44,转化频率为5个／μg（转化子／DNA）。转化子的Southern印迹分析表明niaD基因同源整合到N44的染色体DNA中。pSTA10与含葡糖苷酸酶基因（uidA）的质粒pNOM102共转化N44,共转化频率为40％。共转化子的GUS（葡糖苷酸酶）活力测定结果表明uidA基因已在N44中表达。由此可知,以niaD为选择标记,uidA为报告基因,以N44为受体的转化系统可用于丝状真菌启动子功能检测和已知调控序列的功能分析。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIMF0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A.nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2~3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。     

利用弗氏链霉菌的修饰系统克服吸水链霉菌的限制性障碍——发展吸水链霉菌转化系统的尝试

用来自变铅青链霉菌TK24的质粒plJT02(tsr、mel~+)转化吸水链毒菌应城变种10-22的原生质体,未能得到转化子。但改用来自弗氏链霉菌ATCC 10745的plJ702转化10—22原生质体却得到了转化子。转化频率约10 ~3—10~4转化子/微克DNA。在这些转化子中,只有约1/1000是黑色菌落(mel~+),绝大部分为白色菌落(mel~-)。分别挑出黑色、白色2种菌落,只有从前者能提出电泳可见的plJ702质粒带。2种菌落的质粒提取物,均能转化TK24原生质体并正常表达黑色素。在非选择性条件下,从10-22(pIJ702)黑色菌落的群体中,获得了少数白色菌落,经证明它们是10-22的宿主突变体。这些突变体的plJ702转化子出现均一的黑色菌落。     

糖多孢红霉菌A226 的原生质体转化和染色体同源整合

糖多孢红霉菌的原生质体转化和染色体同源整合,是红霉素生物合成基因改造的重要途径。本研究对糖多孢红霉菌A226原生质体制备和转化条件进行了优化,结果表明以对数生长后期和稳定期菌丝体制备的原生质体转化效率较高;质粒、原生质体和PEG－T缓冲液体积比例为15：40：200（μl)时转化效果较好;比重小原生本的转化效率虽高,但在转化子中有效整合的比例较低;PEG1000和PEG3350对转化效率没有显差异;而Yamamoto转化系统优于Weber转化系统。PCR鉴定、抑菌活性鉴定和质谱分析均表明,转化质粒已整合到染色体红霉素合成基因位点。     

人参大片段DNA(100kb)转化灵芝的研究

为探讨人参大片段DNA转化灵芝的可能性,通过电击法将双元细菌人工染色体(BIBAC)载体上的100kb人参大片段DNA转化到灵芝原生质体内。研究发现,在电极间距为4mm,电压强度为240V时,将5μL的人参大片段DNA转化到75μL的灵芝原生质体,在选择培养基上获得了具有再生能力的转化子。根据克隆载体两侧的序列设计两对引物,对转化子进行PCR分析。试验结果表明人参大片段DNA已经转化到灵芝的基因组中。     

电脉冲穿孔法将苏云金杆菌δ-内毒素基因导入野生型芽孢杆菌

利用电脉冲穿孔法将带有苏云金杆菌毒蛋白基因的穿梭质粒导入几株野生型芽孢杆菌中。它们是野生型的蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。通过观察在新霉素和氨苄青霉素平板上长出的抗性菌落数,计算出转化效率为10~1—10~4转化子/μgDNA。从转化子中分离到的质粒DNA大小及其用HindⅢ酶切的片段与原始质粒DNA相同,毒性测试表明重组转化子对烟青虫六天的致死率达90—100％。     

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。     

多粘芽孢杆菌质粒的研究——Ⅱ.多粘芽孢杆菌原生质体形成、再生与转化

多粘芽孢杆菌P250-2完整菌体不能作为质粒DNA的转化受体,但其质粒消除菌株P_0250-5制成的原生质体,可接受多粘芽孢杆菌的pBD2502及枯草杆菌的pUB110质粒DNA转化。在高渗蔗糖再生培养基上,原生质体再生率为20％左右,形成率在95％以上。在含新霉素(10μg/ml)、青霉素(25μg/ml)、四环素(12.5μg/ml)的高渗蔗糖再生培养基上分别获得了转化子。多粘芽孢杆菌的转化频率为3.29×10~(-3),枯草杆菌为4.4×10~(-4)。转化子的形态表现、生化特性和抗菌谱与给体菌株一致,表明多粘芽孢杆菌株间及多粘芽孢杆菌和枯草杆菌种间的质粒可以进行转化。     

红曲菌9903A转化体系影响因素的研究

采用PEG介导的原生质体转化方法,研究了将含有潮霉素抗性基因的质粒pMP-Hygro转入红曲菌9903A的影响因素。实验结果表明,原生质体转化最佳条件为:1.0mol/L的山梨醇为渗透压稳定剂;以含有50mmol/L的Ca2 和最终质量分数为40%的PEG4000为转化介质;最佳原生质体浓度和载体DNA用量分别为1×108个/mL、1μg/100μL原生质体;原生质体再生培养基采用不含无机盐的培养基,再生方式采用原生质体液涂布单层再生培基平板法。得到的平均DNA转化率可达160个/μgDNA。本文所研究的PEG介导的原生质体转化方法可以较好的向红曲菌细胞导入外源DNA,并使外源DNA在红曲菌细胞内大量表达。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIM F0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167 bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A. nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2～3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。     

利用弗氏链霉菌的修饰系统克服吸水链霉菌的限制性障碍——发展吸水链霉菌转

用来自变铅青链霉菌TK24的质粒PIJ702（tsr,mel^ )转化吸水链霉菌应城奕种10－22的原生质体,未能得到转化子,但改用来自弗氏链霉菌ATCC 10745的pIJ702转化10－22原生质体却得到了转化子,转化频率约10^3-10^4转化子／微克DNA,在这些转化子中,只有约1／1000是黑色菌落（mel^ ),绝大部分为白色菌落（mel^-),分别挑出黑色,白色2种菌落,只有从前者能提出电泳可见的PIJ702质粒带。2种菌落的质粒提取物,均能转化TK24原生质体并正常表达黑色素,在非选择性条件下,从10－22（PIJ702）黑色菌落的群体中,获得了少数白色菌落,经证明它们是10－22的宿主突变体,这些突变体的PIJ702转化子出现均一的黑菌落。     

利用限制性内切酶诱导整合（REMI）获得稻瘟病菌突变体

限制性内切酶诱导整合（ＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎＥｎｚｙｍｅ－ｍｅｄｉａｔｅｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ,简称ＲＥＭＩ,下同）已被成功用于创造随机插入突变和提高转化频率。用限制酶消化的线状质粒ｐＣＳＮ４３或ｐＢＦ１０１,并加一定量的同种限制酶,转化稻瘟病菌（Ｍ．ｇｒｉｓｅａ）的原生质体后,得到约４５０个转化子。对一些表型进行测试后,获得两个分生孢子形态突变体。与野生型相比较,突变体的分生孢子细而且长,呈棒形。ＲＥＭＩ非常有用,因其能提高转化频率,较容易地获得期望数目的转化子;限制性内切酶可随机切割寄主染色体,便于插入线状质粒,导致基因突变。可根据异常表型判定基因的功能,根据插入质粒克隆该基因。     

芽孢杆菌原生质体作为质粒DNA转化的受体

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) B3F 7658,短小芽孢杆菌(B. pumilus) AS 1.940,巨大芽孢杆菌(B．Megaterium) AS 1.941,和多粘芽孢杆菌(B. polymyxa) AS 1.878等菌株,既不能作为染色体DNA的转化受体,也不能作为质粒DNA的转化受体。用不同量的溶菌酶处理这些菌株形成原生质体,然后加pUB110质粒DNA,经聚乙二醇6000(PEG)诱导,在含新霉素(400μg／ml)的DM-3再生培养基上恢复细胞壁,培养48小时后,转化子数为1.0 x 103一4.6×105／μg DNA。若同时用PEG和Ca2+ 离子诱导,转化子数可提高2—3倍。质粒pUBll0用EcoRI酶切后,转化子数大大下降(2.0×102转化子／μg DNA)。Eco RI酶切后,用T4连接酶连成环状,转化子数有所增加(1．7×103转化子／μg DNA)。