应用基因工程生产单细胞蛋白(SCP)

英国最大的化学企业——帝国化学工业公司最近利用基因工程,成功地研制出一种生产单细胞蛋白的细菌。原来用于生产SCP的嗜甲基杆菌(Methylophilus methylotrophus)同化氮的效率低。为了克服这一缺点,这家企业的研究人员对该菌作了基因改良,工作分两步进行;(1)使制造谷氨酸合成酶的基因变异而纯化;(2)从大肠杆菌抽取脱氢酶的基因并移入甲基养杆菌中。用此法可以大大提高甲基养杆菌的氨同化能力。     

异养同化降解氯代烃的研究现状、微生物代谢特性及展望

氯代烃(Chlorinated hydrocarbons,CAHs)污染遍布全球,其三致效应和遗传毒性对人类健康和生态环境构成重大威胁。CAHs异养同化具有降解彻底、无二次污染和降解效率高的特点,全面认识CAHs异养同化过程,对于强化和应用异养同化降解,扩大CAHs的修复途径具有重要的推动作用。文中首先分析了微生物细胞异养同化降解CAHs主要方式,阐述了异养同化的两大优势;针对CAHs异养同化的研究现状进行了系统性的总结,明确了可发生异养同化作用的CAHs种类及特征;基于氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳烃分类,概述了异养同化微生物的主要菌属及代谢特征;针对典型氯代烃,系统分析了参与代谢过程关键酶及特征基因,归纳了异养同化代谢途径;最后,根据当前研究现状对异养同化研究存在的问题进行了综述并对未来的发展方向进行了展望。     

L-异亮氨酸生产新技术

<正> 日本三菱油化公司最近成功地开发了一种可高效率地生产必需氨基酸——L-异亮氨酸的新的生物技术,即:在生产过程中抑制菌体增殖,而不影响复合酶反应中的代谢能力。如,将乙醇同化菌——黄色短杆菌在添加生物素的培养基中进行增殖,然后再将其转移到去除了生物素等的培养基中,使菌体停止增殖,这时可高效率地将所添加的乙醇和2—酮基丁酸转化成正异亮氨酸,收率高达95%(纯度97%)。该工艺的优点是:(1)由于抑制了菌体的增殖,因此可降低原料的消耗;(2)由于去除生物素后杂菌难以生长,故培养基可不必灭菌;(3)菌体可反复循环使用,成本低;(4)副产物少,精制成本亦低。     

食品上的应用

942407革兰氏阴性专性甲醇营养株糖原甲基杆菌的高丝氨酸脱氢酶基因和苏氨酸合成酶基因的克隆和核苷酸顺序[英]/Motoyama,H.…//Appl.Environ.Microbi01.一1994,60(1).一;111～119E译自DBA,1994,13(7),94—04035] 通过大肠杆菌缺HD突变株的互补作用,由产氨基酸的革兰氏阴性专性甲醇营养株糖原甲基杆菌(Methylobacillus glycogenes)ATCC 21276~IATCC 21371克隆高丝氨酸脱氢酶(HD)基因(horn)和苏氨酸合成酶基因(thr c)。构建了ATCC 21276和ATCC 21371的基因库,大肠杆菌缺HD突变株Gifl02被转化。将转化细胞涂布在含有L一苏氨酸和…     

超声诱导基因转移

植物基因工程的关键技术之一,是把外源基因导入植物细胞.目前,植物细胞的基因转移方法有:(1)农杆菌Ti或Ri质粒载体法;(2)病毒载体法;(3)磷酸钙核酸沉淀吸收法;(4)PEG介导DNA直接转移法;(5)脂质体载体法;(6)显微注射法;(7)电激基团转移法:(8)基因枪喷射法;(9)激光微束法等.前两种方法是以生物体作为载体介导基因转移,属生物方法中间三种方法是以化学药物介导基因转移.属化学方法;后四种是以物理手段介导基因转(?)属物理方法.由于物理方法操作比较简单,不受宿主范围的限,因此近年(?)发展迅速.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌硫酸盐同化相关基因的鉴定与分析

旨在鉴定和分析嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)ATCC 23270硫酸盐同化相关的基因。首先利用生物信息学的方法分析A.ferrooxidans ATCC 23270基因组中可能参与硫酸盐同化的基因,通过反转录、凝胶电泳等技术手段对可能参与编码半胱氨酸(Cys)操纵子的几个候选基因cys JI、cys H、cys D-2、cys N、cys D-1和cys NC进行共转录鉴定,并对其关键的基因进行体外克隆、表达、纯化重组,同时进行功能验证和酶活测定。结果分析表明,半胱氨酸(Cys)操纵子的候选基因cys D-1和cys NC共转录,Cys JI、cys H、cys D-2、cys N共转录。初步确定了A.ferrooxidans ATCC 23270硫酸盐同化可能的基本代谢路径,探索了半胱氨酸(Cys)操纵子的调控机制。     

基因工程

861860硫杆菌Thfobacillos vors以us中自然发生的染色体基因转移〔英〕/P lasota,M.…了Aeata Mierobiol.Pol一1985,34(1)一81一83E译自DBA,1985,4(8),85一03-690〕 T.ver:)Jtu:是一种兼性无机化能自菌养,能氧化硫代硫酸盐并固定CO:,它也能异养主长。为了研究结合基因的交换,使     

酸性旱地红壤无机氮同化菌株筛选及其全基因组分析

微生物执行的无机氮同化作用可固定施入土壤后未被作物直接吸收的化学氮肥,有效减少化学氮肥损失、降低环境氮素污染风险。土壤无机氮同化作用不是由大量冗余微生物共同执行的,而是由一小部分功能微生物优先执行。【目的】对酸性旱地红壤中的优势无机氮同化细菌进行富集、菌株分离鉴定及全基因组测序,并明确菌株在土壤中的氮同化能力,为酸性土壤化学氮肥应用及其转化过程研究提供菌株资源和理论依据。【方法】在酸性旱地红壤中添加KNO3或(NH4)2SO4作为无机氮源,以葡萄糖作为碳源,在好氧条件下进行富集预培养,采用稀释分离法筛选出优势无机氮同化细菌菌株;将菌株回接至土壤中从而验证其无机氮同化能力,并通过全基因组测序分析菌株的氮素代谢途径及相关功能基因。【结果】酸性旱地红壤经富集预培养一周后,优势无机氮同化微生物的16SrRNA基因相对丰度从0.20%–0.94%增长至20.2%–30.2%;分离筛选后得到的3株优势无机氮同化细菌菌株,鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) M6-3、索状芽孢杆菌(Bacillus funiculus) M2-4和节杆菌(Arthrobacter sp.) M7...     

酸性旱地红壤无机氮同化菌株筛选及其全基因组分析

微生物执行的无机氮同化作用可固定施入土壤后未被作物直接吸收的化学氮肥,有效减少化学氮肥损失、降低环境氮素污染风险。土壤无机氮同化作用不是由大量冗余微生物共同执行的,而是由一小部分功能微生物优先执行。【目的】对酸性旱地红壤中的优势无机氮同化细菌进行富集、菌株分离鉴定及全基因组测序,并明确菌株在土壤中的氮同化能力,为酸性土壤化学氮肥应用及其转化过程研究提供菌株资源和理论依据。【方法】在酸性旱地红壤中添加KNO3或(NH4)2SO4作为无机氮源,以葡萄糖作为碳源,在好氧条件下进行富集预培养,采用稀释分离法筛选出优势无机氮同化细菌菌株;将菌株回接至土壤中从而验证其无机氮同化能力,并通过全基因组测序分析菌株的氮素代谢途径及相关功能基因。【结果】酸性旱地红壤经富集预培养一周后,优势无机氮同化微生物的16S rRNA基因相对丰度从0.20%–0.94%增长至20.2%–30.2%;分离筛选后得到的3株优势无机氮同化细菌菌株,鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.)M6-3、索状芽孢杆菌(Bacillus funiculus)M2-4和节杆菌(Arthrobacter sp.)M7-15。灭菌土壤中菌株M6-3、M2-4和M7-15的无机氮同化速率分别为(1.28±0.61)、(0.17±0.07)和(0.16±0.02)mg/(kg·d)。氮素代谢通路分析显示,菌株M6-3具备更高效的氮同化代谢通路,其氮同化相关功能基因数量显著高于其他2株细菌。氮素代谢通路与功能活性结果均显示菌株Burkholderia sp.M6-3在酸性旱地红壤无机氮同化过程中占据优势。【结论】本研究证实在酸性旱地红壤无机氮同化过程中低丰度微生物类群发挥重要功能,并从菌株基因组水平上揭示了其无机氮同化代谢过程。上述结果可为酸性旱地红壤农业利用过程中化学氮肥应用及其转化过程研究提供菌株资源和理论依据。     

甲基营养菌代谢网络途径和代谢工程改造的研究进展

一碳化合物(甲醇或甲烷)高值化转化是当前生物工程领域的重要研究热点。甲基营养菌是一类以甲醇为碳源和能源生长的革兰氏阴性菌,随着基因组测序的开展和各类组学技术的发展,以扭脱甲基杆菌为代表的甲基营养菌的中心代谢网络途径和相关功能基因逐渐明晰。近年来,甲基营养菌中包括基因过表达、基因敲除整合等遗传操作工具的完善以及各种基因调控元件的开发,为甲基营养菌的底盘改造和异源途径优化表达提供了重要基础,国内外的研究推动了甲醇转化成多种高附加值产品。此外,人们渴望利用传统基因工程菌作为底盘构建合成型甲基菌,以期更高效实现甲醇催化转化。本文中,笔者综述了目前甲基营养菌,尤其是扭脱甲基杆菌的代谢网络特点、代谢工程改造策略与应用以及构建合成型甲基细菌这3个方面的研究进展,以期为甲基微生物催化转化的研究提供借鉴。     

动物遗传工程

9俘1204遗传工程有助于防治病害〔会,英〕/Ward,K.A。…了Feedstuffs一2993,65(39)一14,16~17〔译自DBA,1993,12(22),93一12904〕 讨论了遗传工程技术在防治家畜疾病中的潜在价值。提出了遗传工程改良动物产率所需的步骤: (1)鉴定出获得理想表型所需特性的蛋白;(2)分离出编码相关蛋白的基因;(3)修饰基因在宿主动物中表达;(4)修饰基因转移到宿主;(5)鉴定和评估基因在转基因动物中的表达;(6)建立育种工程。澳大利亚的CSIRO应用这些原理:通过N宕eotia九a to哪e儿tos‘form‘5 JL丁质酶cDNA在转基因绵羊中的表达生产抗肉蝇绵羊,胧氨酸生…     

几种地霉(Geotrichum)的鉴定

我们研究了186株地霉,鉴定出4个种,其对12种糖类的同化性能如下： 1．白地霉(Geotrichum candidum Link AS2．361)：只同化葡萄糖、牛乳糖、山梨糖、术糖及L一阿拉伯糖(弱)。 2．果香地霉(G．Suaveolens (Krzemeckl)comb．Nov．AS2．364)：只同化葡萄糖、牛乳糖、山梨糖及木糖(弱)。 3．鲁氏地霉(G. ludwigii(Hansen)comb．…．AS2．363)：只同化葡萄糖、牛乳糖及蔗糖。 4．健强地霉(G．Robustum sp．nov．AS2．621)：只同化葡萄糖、牛乳糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖、木糖、山梨糖(弱)、L一阿拉伯糖及D一阿拉伯糖。     

食甲基杆菌J1-1吡咯喹啉醌生物合成突变株的筛选和鉴定

目的:通过Tn5转座诱变筛选食甲基杆菌J1-1吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成相关基因。方法:构建食甲基杆菌J1-1 Tn5转座突变体库,筛选PQQ合成水平差异明显的突变株,利用质粒拯救法鉴定突变基因,通过基因敲除、回补及过表达进一步研究该基因与PQQ合成的关系。结果:构建了J1-1的Tn5转座突变体库,筛选得到一株PQQ合成水平显著下降的突变株,经鉴定Tn5插入位点为mpq0056基因,该突变株在以甲醇为惟一碳源的培养基中生长速度略慢;敲除J1-1中mpq0056基因后,PQQ的合成水平下降,与Tn5诱变结果一致;回补该基因后,PQQ产量恢复到野生菌水平。结论:mpq0056基因参与了PQQ的生物合成,该基因可能编码分支酸盐裂合酶,并在PQQ生物合成中起重要作用。     

苏云金芽孢杆菌δ-内毒素基因穿梭质粒的构建

在农业生产中长期使用化学农药已对环境和生态平衡造成一定破坏作用,同时有不少害虫也逐渐产生抗药性从而引起某些害虫的大流行,给农业生产带来巨大损失。应用苏云金杆菌杀虫蛋白基因(Bt基因)可构建具有抗虫作用的抗虫工程菌,这样通过拌种或植物叶面喷雾可达到快速、经济、有效的防治虫害的目的。国际上抗虫工程菌研究应用很快,如美国将BI基因转入到一种正常情况下定居在植物组织中的棒杆菌,将这种工程菌拌玉米种子,这样随植物生长该菌在植物体内大量繁殖,当玉米螟在茎和叶取食时,即因食用表达苏云金杆菌毒蛋白的工程菌而死亡。 田颖川等已克隆了苏云金芽孢杆菌内毒素基因CryIA(b)和CryIA(c)。本文将Bt基因CryIA(c)插入到大肠-枯草穿梭载体pBE-2中构建成Bt毒蛋白基因穿梭质粒pAMY,利用电穿孔法转人大肠杆菌DH5a,枯草芽孢杆菌B.subtilis BR151,IA511,野生型蜡状芽孢杆菌B.cereusa-47,短芽孢杆菌B.brevis A-5和枯草芽孢杆菌90-8,获得了具有较高杀虫活性的工程菌克隆。     

甘草过表达HMGR、SQS1、β-AS基因再生植株的诱导

目的:诱导过表达3-羟基-3-甲基戊二酰CoA还原酶(HMGR)、鲨烯合成酶1(SQS1)和β-香树脂醇合成酶(β-AS)基因的甘草再生植株。方法:以植物双元表达载体pCAMBIA1305.1为载体骨架,HMGR、SQS1、β-AS基因为目的基因,利用基因重组试剂盒eFusion CloningKit分别构建含有3个外源基因的重组载体,并将其转入根癌农杆菌EHA105,采用根癌农杆菌介导法将目的基因转入甘草外植体。结果与结论:获得了过表达HMGR、SQS1和β-AS基因的甘草愈伤组织及试管苗,为进一步研究这3个功能基因过表达对甘草酸合成的影响奠定了基础。     

阪崎克罗诺杆菌的ITS序列分析

摘 要：以分离自不同来源（不同地区乳制品及某一企业婴儿配方乳粉加工生产环境）、经API20E鉴定为阪崎克罗诺杆菌的37株分离株为研究对象,采用ITS序列对其进行鉴定分析。结果表明,ITS序列分析在阪崎克罗诺杆菌鉴定中具有一定的优越性,且研究发现,ITS序列中含有两种功能基因tRNAgul和tRNAile+ala,这为今后阪崎克罗诺杆菌的鉴定及ITS基因的进一步分析提供了可供参考的理论依据。     

苏云金芽孢杆菌δ-内毒素基因穿梭质粒的构建

在农业生产中长期使用化学农药已对环境和生态平衡造成一定破坏作用,同时有不少害虫也逐渐产生抗药性从而引起某些害虫的大流行,给农业生产带来巨大损失。应用苏云金杆菌杀虫蛋白基因(Bt基因)可构建具有抗虫作用的抗虫工程菌,这样通过拌种或植物叶面喷雾可达到快速、经济、有效的防治虫害的目的。国际上抗虫工程菌研究应用很快,如美国将BI基因转入到一种正常情况下定居在植物组织中的棒杆菌,将这种工程菌拌玉米种子,这样随植物生长该菌在植物体内大量繁殖,当玉米螟在茎和叶取食时,即因食用表达苏云金杆菌毒蛋白的工程菌而死亡。 田颖川等已克隆了苏云金芽孢杆菌内毒素基因CryIA(b)和CryIA?。本文将Bt基因CryIA?插入到大肠-枯草穿梭载体pBE-2中构建成Bt毒蛋白基因穿梭质粒pAMY,利用电穿孔法转人大肠杆菌DH5a,枯草芽孢杆菌B.subtilis BR151,IA511,野生型蜡状芽孢杆菌B.cereusa-47,短芽孢杆菌B.brevis A-5和枯草芽孢杆菌90-8,获得了具有较高杀虫活性的工程菌克隆。     

气体交换与荧光同步测量估算植物光合电子流的分配

光合电子流分配是植物光合控制的一个重要环节。然而,传统电子流分配的计算方法存在诸多问题尚未引起人们的注意,如:(1)低估了光呼吸每释放一个CO2分子所消耗的电子数;(2)混淆了相对电子传递速率和绝对电子传递速率;(3)忽略了除碳同化和光呼吸外的其他电子流分配途径;(4)难以准确获取光下暗呼吸速率值,从而导致碳同化电子流(JC)及光呼吸速率(Rp)的不准确估算等。以小麦和大豆气体交换与荧光同步测量数据为例,结果表明大豆电子传递速率与碳同化两者对光强的响应一致性较好,同时达到最大值;而小麦的一致性相对较差,说明电子传递速率和碳同化并非完全一致,推测认为有可能与作物对同化产物输出的模式不同有关。通过光呼吸速率换算出的电子流(12×Rp)与实际测量电子流(ΔJO)之间存在较大的差异;另外,传统方法估算出的光呼吸速率(估算值)与光呼吸测量值之间也存在较大差异,分析认为这主要是由于绝对光合速率与相对电子传递速率之间差异造成。     

RP4质粒及其带动的硫杆菌重组质粒psDt125在氧化硫硫杆菌中的接合转移

本实验选择了一种大肠杆菌(E.coli)和氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)均能生长的接合培养基。以大肠杆菌E.coli C600(RP4)为供体,以氧化硫硫杆菌T.t-3为受体,通过接合,直接将RP4质粒转移到氧化硫硫杆菌中,其Km~r,Tc~r基因得到表达,但Ap~r基因不表达。再将RP4质粒反向接合转移到E.coliHB101上,其三个抗性基因均表达。并且利用RP4质粒的带动将硫杆菌重组质粒psDt125直接转入氧化硫硫杆菌,其Cm~r基因表达。从而为氧化硫硫杆菌的基因工程改造提供了一条简便可行的遗传信息转移途径。     

嗜酸乳杆菌同化MRS培养基中胆固醇能力的研究

目的 对嗜酸乳杆菌在MRS液体培养基中同化胆固醇的能力进行初步研究。方法模拟人体不同胆固醇水平。结果 嗜酸乳杆菌对低胆固醇或正常水平胆固醇同化作用不明显,而对高胆固醇水平的同化作用比较明显。结论 嗜酸乳杆菌具有同化胆固醇的能力。