Bacillus subtilis fmbJ脂肽类抗菌物质的分离和鉴定

对BacillussubtilisfmbJ脂肽类抗菌物质的分离和鉴定进行了系统研究。通过HPLC层析确定BacillussubtilisfmbJ抗菌物质由多种组分构成,其中含有保留时间与surfactin相似的成分。通过TLC层析和原位酸解确定BacillussubtilisfmbJ抗菌物质含有两个具有闭合肽键类的物质,其中之一为迁移率Rf与标样surfactin非常相近的组分。通过ESI-MS分析检测到BacillussubtilisfmbJ抗菌物质含有分子量与fengicin相同的m/z1449.9、m/z1463.8、m/z1477.8、m/z1491.9和m/z1505.9五种同系物,和分子量与surfactin相同的m/z1008.8、m/z1022.8和m/z1036.8三种同系物。     

DNA错配修复基因mutS的高效表达及表达产物活性鉴定

将DNA错配修复基因mutS（2.56kb）克隆于分泌型原核表达载体pET32a（+）上,以N端融合6个组氨酸的形式在E.coliAD494(DE3) 中进行了IPTG诱导表达。SDSPAGE分析证实有一与预期分子量相应的诱导表达条带,其表达量占全菌蛋白质的35％左右,且表达蛋白以可溶形式存在。利用固定化金属离子（Ni²⁺）配体亲和层析柱纯化目的蛋白,其纯度为90％以上。与含有错配碱基DNA双链的结合反应证明该蛋白具有特异性识别、结合含有错配碱基DNA双链的生物活性。     

疟蚊Anopheles gambiae和A. arabiensis嗅觉结合蛋白基因的鉴定和表达谱分型

嗅觉在疟蚊寄主发现行为过程中起主要作用. 基于生物信息学技术, 对按蚊嗅觉结合蛋白基因进行了全基因组分析, 结果总共鉴定了32条嗅觉结合蛋白(OBP)候选基因序列. 进一步采用半定量反转录聚合酶链反应(semi-quantitative RT-PCR), 以疟蚊激动蛋白基因为内部表达参照标准, 研究了冈比亚按蚊所有嗅觉结合蛋白候选基因的组织特异性表达谱. 结果显示: 其中20个OBP候选基因在嗅觉组织(雌蚊触角)中有强的表达, 这说明OBP在疟蚊嗅觉行为中起重要作用. 还研究了冈比亚按蚊复合体(A. gambiae complex)中两种最重要的疟蚊, 即冈比亚按蚊(A. gambiae)和阿拉伯按蚊(A. arabiensis)的蚊种嗅觉特异性表达型, 结果发现其中12个OBP候选基因显示种间差异表达, 同时发现阿拉伯按蚊触角中OBP的累积相对表达强度高于冈比亚按蚊, 其比例为1441.45︰1314.12. 这可能是由二者的不同寄主偏好行为所致, 因为冈比亚按蚊高度嗜吸人血, 而阿拉伯按蚊则介于嗜吸人血和嗜畜血之间, 因此后者需要表达更多的OBPs以支持其寄主选择行为模式. 疟蚊OBP基因的鉴定及其组织和蚊种特异性表达型的确定, 是分析疟蚊嗅觉探测的分子机制的第一步, 如嗅觉结合蛋白重组表达及其配体鉴定.     

脂肽的分离纯化与结构研究

采用酸沉淀分离、有机溶剂提取、分级沉淀、脱色吸附及制备薄板的方法,从枯草芽孢杆菌HSO121的培养液中分离得到一种脂肽类化合物。茚三酮试验、红外光谱分析表明该脂肽具有环状结构,电喷雾离子化质谱结果显示,该脂肽是分子量为1,022D和1,036D的两个同系物,氨基酸分析及串联质谱分析表明,脂肽的肽链结构为Leu-Leu-Asp-Val-Leu-Leu-Glu,说明它是Surfactin的结构类似物。     

TAIL-PCR方法快速分离Xcc致病相关基因序列

以miniTn5gfp-km转座子中nptII片段作为探针,对已获得的五株野油菜黄单胞菌野油菜黑腐病致病型（Xcc）非致病突变体进行了Southern blot分析,结果表明,这五株突变体确由mini-Tn5gfp-km转座子插入致病相关基因所致,且为单拷贝不同位点的插入。提取这五株突变体总DNA作为模板,采用改进的热不对称交错PCR （TAIL-PCR）方法从其中克隆到了各自转座子插入区侧翼序列,对这些侧翼序列进行了序列测定并将分析结果与GenBank database及Xcc全基因组序列做了比较,结果表明,五个侧翼序列所在的基因确与Xcc致病性有关。这种改进后的TAIL-PCR方法为突变体特别是转座子插入突变体中目的基因的克隆提供了一种简便高效的新方法。     

Brevibacillus brevis HOB1所产脂肽的分离纯化和鉴定

用常压反相色谱对从短短芽孢杆菌HOB1发酵液中提取到的脂肽类生物表面活性剂进行了分离纯化, 并用HPLC制备了其中的一个化合物。经电喷雾质谱分析得到该化合物的相对分子量为1035.7 D, GC/MS的分析结果显示其脂肪酸部分为C15 β-羟基脂肪酸, 由PITC柱前衍生法测得该化合物的氨基酸组成比例为: Asp:Glu:Val:Leu = 1:1:1:4。结果显示该脂肽的结构与表面活性素(C15 surfactin)类似。实验表明, 除芽孢杆菌属外, surfactin系列脂肽还能为短芽孢杆菌属所产生。     

猪霍乱沙门氏菌C500株△crp△asd缺失株平衡致死载体系统的构建及鉴定

猪霍乱沙门氏菌C500株是用化学方法致弱、用于预防仔猪副伤寒的弱毒疫苗株,虽具有较好的免疫原性,但仍有一定的残余毒力。为了研制更加安全并保持C500株良好免疫原性的弱毒株,及将C500开发为适于粘膜免疫的疫苗活载体,本文构建了猪霍乱沙门氏菌C500株△crp△asd双缺失株平衡致死载体系统。首先构建含缺失320bp的crp（cAMP受体蛋白）基因与蔗糖敏感基因（sacB）的重组自杀性质粒,与C500接合转移,两步法筛选无抗性的△crp缺失株,用PCR证实基因组crp基因的缺失突变。用同样方法在crp缺失株基础上构建asd（天冬氨酸β-半乳糖脱氢酶）基因缺失株。该缺失株生长必需外源DAP（二氨基庚二酸）。进一步鉴定△crp缺失株的表型、生长特性、毒力等,结果表明△crp△asd缺失株构建成功。△crp△asd缺失株可以用来作为宿主载体平衡致死系统来高效表达外源基因,为深入研究以C500株为载体的口服多价疫苗奠定了基础。     

玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）原生质体的分离及转化

玉米大斑病是严重危害玉米生产的一个世界性真菌病害。由于玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）在无性生长过程中迅速产生黑色素,致使原生质体难以分离。测试了包括Fungase、Funcelase、Novozyme、Glucanex、Driselase、Uskizyme、Kitalase在内的7种细胞壁降解酶及其组合、病原菌菌株和培养基对原生质体分离效果的影响。结果表明菌株的培养形态和菌丝的生长状态显著影响原生质体的分离效率;酶组合Kitalase+Glucanex+Driselase, Kitalase+Glucanex和Kitalase+Uskizyme能够有效地分离玉米大斑病菌的原生质体。初步的转化试验表明,质粒pAN71可以用于该病原菌的转化。这些结果将为E.turcicum和Exserohium属其它真菌的基因克隆提供一些有用的信息。     

Paenibacillus massiliensis T7固氮基因簇nifBHDKENX的克隆、序列分析及铵和氧对nifB启动子的调控

Paenibacillus massiliensis T7是我室从北京郊区分离的一株革兰氏阳性、产芽孢的固氮菌. 根据GenBank中已发表的多种固氮生物nifH基因序列, 在其保守区域设计一对简并引物, PCR扩增获得324 bp的nifH片段. 用地高辛标记该片段为探针, 对EcoRⅠ和PstⅠ消化的P. massiliensis T7染色体DNA进行Southern杂交, 结果DNA/EcoRⅠ杂交道1.1 kb和9 kb处, DNA/PstⅠ杂交道1.3 kb和8 kb处分别有两条杂交带, 从而初步判断nifH可能有两个拷贝. 在324 bp nifH片段的基础上, 采用反向PCR扩增的方法, 获得了purD和nifBHDKENX基因. 在nifB的上游有一个类似σ⁵⁴型启动子的保守序列, 在该启动子上游有一个类似激活蛋白NifA结合位点. 分析表明, nifBHDKENX可能组成一个转录单元, 共用nifB上游的启动子. 将nifB启动子与报告基因lacZ相融合, 构建成表达载体pnifB-LacZ, 并转化到P. massiliensis T7中, 研究铵和氧对该启动子的表达调控. 结果表明, 在无氧条件下, 铵浓度为0%时, β-半乳糖苷酶的活性最高, 随着铵浓度的增加, 酶活性并没有明显的下降过程, 即使铵浓度达80 mmol/L时, 酶活也相当于无铵时的73.12%, 说明铵对nifB启动子有微弱的抑制作用, 而铵浓度一定, 氧浓度3%时, β-半乳糖苷酶活性最高, 提高氧浓度则酶活性开始下降, 当氧浓度高于20%时, β-半乳糖苷酶活性仅几个Miller单位, 说明氧对nifB启动子有明显的抑制作用.     

枯草芽孢杆菌HS-A38产抗菌脂肽Bacillomycin D的组分分析及鉴定

对一株枯草芽孢杆菌HS-A38产生的脂肽类物质进行分离鉴定及抑菌活性研究。通过酸沉淀分离和有机溶剂抽提的方法,从枯草芽孢杆菌HS-A38发酵液中得到脂肽粗提物LP,产率为1.956 g/L。利用薄层色谱和茚三酮染色法确定该脂肽粗提物中存在四个组分,分别为LP1、LP2、LP3和LP4;抑菌活性检测显示,组分LP3对两株海洋致病菌副溶血性弧菌和铜绿假单胞杆菌的活性较高。组分LP3经硅胶柱层析纯化分离后,应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对该组分做进一步纯化和鉴定。分析表明,LP3样品在保留时间20 min~28 min产生单峰团LP3-1,其纯度为85.24%;经MALDI-TOF-MS分析和数据比对,组分LP3-1中的主要成分为杆菌霉素Bacillomycin D。     

Elicitins与植物的抗病性

Elicitins是一类分子量约为 10kD的小分子蛋白激发子 ,由Phytophthora和Pythium两个属的植物病原卵菌胞外分泌产生 ,在烟草上引起过敏性反应 (hypersensitiveresponse,HR)和系统获得抗病性 (systemicacquiredresistance ,SAR)。文中从Elicitins结构与功能、生物学意义、基因表达调控 ,Elicitins在植物上诱发的信号传导和转Elicitins基因的抗病基因工程5个方面概述了E     

外源基因pheA,aroG和tyrB在苯丙氨酸合成途径中的共表达

利用基因工程技术提高了短杆菌的苯丙氨酸合成途径中关键酶活性,大幅度地增加了生物合成苯丙氨酸的产量。首先采用聚合酶链反应(PCR)从大肠杆菌的氟代苯丙氨酸抗性变异菌株基因组中扩增到与苯丙氨酸合成相关的aroG,pheA和tyrB 3个基因。其中aroG编码3-脱氧-2-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(DS),pheA编码双功能酶蛋白-分枝酸变位酶(CM)和预苯酸脱水酶(PD),tyrB编码转氨酶(AT)。设计不同的酶切位点,利用质粒pUC118的多克隆位点,将3个基因按不同的顺序组合串联,然后插入穿梭质粒pCZ.10,导入短杆菌中表达。结果表明3个大肠杆菌基因在短杆菌中能够表达。其中以aroG-pheA-tyrB顺序串联而构建的黄色短杆菌工程菌株1311-GAB中的DS酶活力提高4.5倍,CM提高4.2倍,PD提高2.7倍,AT提高3.2倍;它的苯丙氨酸合成量提高2.35倍。     

脂肽的分离纯化与结构研究*

采用酸沉淀分离、有机溶剂提取、分级沉淀、脱色吸附及制备薄板的方法,从枯草芽孢杆菌HSO121的培养液中分离得到一种脂肽类化合物。茚三酮试验、红外光谱分析表明该脂肽具有环状结构,电喷雾离子化质谱结果显示,该脂肽是分子量为1022D和1036D的两个同系物,氨基酸分析及串联质谱分析表明,脂肽的肽链结构为Leu-Leu-AspValLeu-Leu-Glu,说明它是Surfactin的结构类似物。     

青花菜雄性不育相关基因BoDHAR的克隆与表达分析

以一个与甘蓝显性核不育相关的差异表达片段的序列为信息探针,通过在NCBI与TAIR网站数据库中进行同源EST序列搜索,经人工拼接、RT-PCR、PCR 克隆与序列分析,获得了青花菜脱氢抗坏血酸还原酶DHAR dehydroascorbate reductase 基因的 cDNA 与 DNA 全长序列,命名为BoDHAR。并利用双链接头介导 PCR 的染色体步行技术（genome walking）克隆了其上游 644bp 的5′端序列。所获的BoDHAR基因全长 1486bp,存在两个内含子,DNA 编码区序列633bp,编码210个氨基酸;序列分析表明：BoDHAR与同源基因AT1G195701cDNA 序列有 82.3% 的一致性,推导的氨基酸序列有 79.6% 的一致性;编码的水溶性蛋白存在多个磷酸化位点;5′端上游区存在明显的转录调控序列。半定量RT-PCR结果表明：BoDHAR 在可育系花蕾中的表达量明显高于不育系花蕾,在花药中的表达明显高于其它部位。     

Actinobacteria的分离与鉴别

Actinobacteriaclassisnov .一般包括具有超过 50%G+C的DNA碱基组成的微生物。实验中在分土培养基中 ,添加了Nalidixicacid及Aztreonam和Benlate ,从 4份土壤样品中 ,共分离得到 64株细菌 ,革兰氏阳性细菌共计 5 6株 ,占所分离菌株的 87 5 %。任意挑选其中的革兰氏阳性细菌 ,选用以高G +C含量革兰氏阳性细菌为靶点的PHGC探针及PNHGC对照探针 ,并联合使用我们自行设计的适用于Actonobacteria     

对水稻MADS-box基因M79的表达模式和功能的分析

利用简并引物和T引物,通过RT-PCR, 从水稻减数分裂时期的小花中扩增并克隆出一个MADS-box基因M79,序列分析表明M79与OsMADS7在DNA水平上同源性达到97.5%,推导的蛋白序列同源性却只有91.0%.M79的转录本有5个不同的 poly (A)添加位点,它同OsMADS7一样在水稻中为单拷贝基因,也定位在水稻的第8号染色体上.M79仅在花器官中表达,其表达从减数分裂前期开始贯穿整个花的发育各时期,并且成熟雌蕊中的表达量比成熟雄蕊中多.对两代转基因水稻的分析表明,M79涉及水稻的花时控制,异位表达可使烟草的花期提前,并且还可能参与控制营养生长中的分枝以形成更多的花芽.     

Smad3基因剔除对小鼠造血功能的影响

研究Smad3基因剔除对小鼠造血功能的影响。实验小鼠分为5组,每组有Smad3基因剔除小鼠（Smad3^-/-）和其同窝孪生的野生型小鼠（Smad3^+/+）各1只。小鼠的造血功能用14天形成的脾结节(CFUS14)、多系祖细胞（CFUGEMM）、粒单系祖细胞（CFUGM）、红系祖细胞（BFUE）测定及外周血象、骨髓象等实验血液学指标来确定。每组小鼠取尾血作白细胞、红细胞和血小板计数,涂片作白细胞分类计数。将一侧股骨的骨髓冲出,制成单细胞悬液,计数其中有核细胞数,测定CFU-GM、BFU-E、CFU-GEMM值。将每只小鼠的4×10⁴个骨髓有核细胞,经尾静脉注入3只8～10周经致死量射线照射的同系雌性小鼠体内,测定14天的CFUS。取一部分胸骨、肝脏、脾脏固定做病理切片,其余胸骨冲出骨髓,涂片作分类计数。结果Smad3^-/-小鼠外周血白细胞和血小板计数明显高于Smad3^+/+小鼠,红细胞数无显著差异。外周血白细胞分类结果也表明粒细胞显著增高。骨髓有核细胞数无显著差异,CFU-GM显著增高,BFU-E 无显著差异,CFU-GEMM明显减少,CFU-S显著减少。病理形态学观察发现骨髓增生极度活跃,以粒系为主,肝脾无显著差别。骨髓涂片分类表明粒系增多,粒系：红系比例增高。因此得出结论Smad3基因剔除使小鼠造血干祖细胞数目减少,而且干祖细胞分化异常,向粒系分化增多。Smad3基因对造血系统的作用与TGF-β的作用有相关性。     

来源于Aspergillus candidus的乳糖酶基因的克隆及序列分析

从一株产乳糖酶的亮白曲霉(Aspergillus candidus)中克隆到了乳糖酶基因组DNA及cDNA序列(EMBL ACCESSION No. AJ431643),序列分析表明,乳糖酶基因组DNA序列长3458bp,其中含有8个内含子,cDNA编码区长3015bp,共编码1005个氨基酸,前19个氨基酸为信号肽序列,氨基酸序列中共含有11个潜在的糖基化位点。将此基因与不同来源的乳糖酶基因序列进行比较发现,该基因与绝大多数乳糖酶基因同源性较低。虽与米曲霉ATCC 20423的乳糖酶序列同源性较高,但其在酶学性质上更优于后者,亮白曲霉的乳糖酶基因可能是一个具有更广阔的生产应用前景的新基因。      

诺卡氏菌形放线菌β甘露聚糖酶的纯化和性质

产β１ ,４Ｄ甘露聚糖酶的诺卡氏菌形放线菌（ Ｎｏｃａｒｄｉｏｆｏｒｍ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ） 菌株ＮＡ３５４０ ,发酵培养７２ｈ ,发酵液离心去菌体,上清经硫酸铵沉淀,９５ ％ 乙醇沉淀,ＣＭＳｅｐｈａｄｅｘ Ａ５０ 柱层析、羟基磷灰石柱层析、ＤＥＡＥ纤维素离子交换及Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ１００ 分子凝胶过滤柱等步骤,β甘露聚糖酶的比活提高了１３７ 倍,获得凝胶电泳均一的蛋白样品。经ＳＤＳＰＡＧＥ 和凝胶过滤法分别测定β甘露聚糖酶分子量为４１ｋＤ和４０ｋＤ,证明该酶为单聚体;用等电聚焦电泳测得其等电点为４－８ ;经氨基酸组成分析,发现蛋白中有较高含量的Ｇｌｙ、Ａｓｐ、Ａｌａ 及Ｇｌｕ 残基。该酶的最适反应温度为７５ ℃,在不超过６０ ℃时酶活较稳定;酶反应的最适ｐＨ 为８－０ ,ｐＨ 稳定范围为６－５～１１－０ 。重金属离子Ｈｇ^２＋ 、Ｃｕ^２＋ 、Ｐｂ^２＋ 、Ｆｅ^3＋ 、Ｃｏ^２＋ 、Ｚｎ^２＋ 能强烈抑制该酶活性,而Ｍｎ^２＋ 、Ｆｅ^２＋ 、Ａｇ^＋ 对该酶有部分的抑制作用,低浓度的Ｎａ^＋ 、Ｋ^＋ 、Ｌｉ^＋ 对该酶基本没有影响。     

氮源流加对Alcaligenes eutrophus积累聚β-羟基丁酸的影响

以真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)为 聚β羟基丁酸(PHB)的生产菌株,在分析了PHB发酵过程参数变化的基础上,进一步探讨了PHB合成期不同的硫酸铵流加速率对PHB合成的影响。研究结果表明,在PHB合成阶段,培养基中氮源的完全缺乏,导致细胞合成PHB能力的下降;在PHB合成期,不同的氮源流加速率对PHB合成过程存在着显著的影响,当流加速率较小时,尽管最终胞内PHB含量很高,但细胞干重、PHB浓度和PHB生产强度都较低。当氮源流加速率过大时,会导致最终胞内PHB含量显著下降,使PHB浓度和PHB生产强度降低。当硫酸铵流加速率在05g/h左右时,可以得到较好的发酵效果。