蓝细菌6803agp基因的分子克隆和缺失突变株的构建

PCR扩增了蓝细菌集胞藻6803(Synechocystis sp.PCC6803)的agp基因（编码ADP－葡萄糖焦磷酸羧化酶）,进一步以pUC118为载体将其克隆到大肠杆菌中,构建了pUCA质粒。通过DNA体外重组,以红霉素抗性基因部分取代agp基因片段,构建了既含agp基因上游及下游序列、又携带选择性标记－红霉素抗性的pUCAE质粒。该质粒转化野生型集胞藻6803细胞,获得了能在含红霉素的培养基上正常生长的agp基因缺失突变株。对该突变株基因组DNA进行PCR扩增,验邝了其基因结构的正确性。突变株细胞生长速度较野生型细胞快,胞内的叶绿素含量比野生型细胞高,表明该突变株具有较高的光合效率。在突变株中未检测到糖原的存在,进一步从生理水平上验证了突变株构建的正确性。     

酵母Ndi1p突变表达文库的建立和温度敏感株的筛选

Ndi1p(internal NADH脱氢酶)是酵母线粒体电子传递链的重要组成部分,参与酵母线粒体呼吸、凋亡等多种生理活动. 本文成功建立了酵母Ndi1p突变表达文库, 随机测序表明,每个基因平均含有2个突变. 利用本文库进行了Ndi1p温度敏感突变筛选, 获得了一定数量的温度敏感型菌株, 并对温度敏感机理做了简单探索. 结果表 明,温度敏感酵母在需要Ndi1p脱氢酶活性的培养基上对温度敏感;有趣的是,这些温度敏感株细胞如果在30 ℃生长但在37 ℃测试不表现出温度敏感性,这暗示高温影响温度敏感Ndi1p的生成, 正常温度下Ndi1p正确构象一旦生成则高温不能引起Ndi1p变性. Ndi1p突变表达文库的建立对于Ndi1p参与的细胞呼吸、凋亡等过程的机理研究将有一定意义.     

集胞藻PCC6803中基因slr1761突变体的构建

PCR扩增了集胞藻PCC6803的slr1761基因,进一步以PGEM-T为载体将其克隆到大肠杆菌中,构建了P1761质粒。通过DNA体外重组,以卡那霉素抗性基因插入目的基因片段,构建了既含目的基因上游及下游序列、又携带选择性标记卡那霉素抗性的PK1761质粒。该质粒转化野生型集胞藻PCC6803细胞,利用同源重组原理获得了能在含卡那霉素的培养基上正常生长的基因敲除突变株。对该突变株基因组DNA进行PCR扩增,验证了其基因结构的正确性。     

一种构建马链球菌兽疫亚种血红素受体基因缺失突变株的方法

【目的】探讨一种构建马链球菌兽疫亚种基因缺失突变株的方法。【方法】PCR扩增目的基因,用pJR700温度敏感载体系统,构建目的基因载体;反向PCR扩增目的基因缺失载体片段,连接,产生目的基因缺失载体;电转化缺失重组质粒导入感受态细胞,先在37℃卡拉霉素(kan)培养基中连续培养,然后在30℃不含kan液体培养基中传代,挑取抗生素敏感菌落,PCR扩增检测抗生素敏感菌染色体上目的基因片段和链黑霉素抗性实验确认血红素受体基因缺失。【结果】获得不含抗生素基因的马链球菌兽疫亚种血红素受体基因缺失突变株。【结论】用pJR700温度敏感载体系统,构建马链球菌兽疫亚种基因缺失突变株是可行的。     

异形胞分化蓝细菌dnaA温度敏感型突变体的构建

以能分化异形胞的蓝细菌(Anabaenasp.PCC7120)为材料,采用重组PCR在体外对控制DNA复制起始的dnaA基因进行定点突变后克隆到整合质粒中,再通过三亲本杂交将整合质粒转移到Anabaena PCC7120中,以分离和筛选温度敏感型突变体。结果成功获得Anabaena PCC 7120 dnaA高温敏感性突变体。研究表明,利用重组PCR技术可在体外实现对Anabaena PCC 7120的dnaA的定点突变,并可通过同源重组双交换成功实行整合质粒中突变基因对野生型基因的置换,使突变基因插入到细胞染色体中,进而成功构建温度敏感型突变菌株。     

基于大肠杆菌受体菌DH5α △asd缺失株的构建及作为基因转化、表达操作系统的评估

基于大肠杆菌(E.coli)染色体上asd基因的已知序列,利用λ噬菌体的Red同源重组系统一步法构建E.coliDH5α的asd基因缺失突变株DH5α△asd::cat,在二次重组中利用携带能够表达FLP位点特异性重组酶的质粒pCP20介导二次同源重组,以去除上述缺失突变株中氯霉素抗性筛选基因。结合PCR扩增和测序结果,证明DH5α△asd缺失突变株的正确构建。该缺失突变株失去了在普通LB培养基上生长的能力,只有添加DAP或导入表达asd基因的质粒(asd基因互补试验)才能在LB培养基上生长,与原型DH5α比较,其生长速度和生长对数期、接受不同拷贝数质粒的转化效率几乎相一致。基于该缺失突变株构建出以asd营养基因为标志的大肠杆菌染色体-质粒平衡致死系统。体外培养连续传代50代次,pnirBMisL-fedF-asd质粒不丢失,并功能性表达F18大肠杆菌黏附素FedF。     

野油菜黄单胞菌中烯脂酰ACP还原酶的功能鉴定

烯脂酰ACP还原酶是细菌脂肪酸合成的关键酶之一.本研究通过生物信息学分析发现,野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris(Xcc)8004基因组中XC_0119(Xccfab V)注释为反-2-烯脂酰Co A还原酶基因.但其编码产物与铜绿假单胞菌的烯脂酰ACP还原酶Fab V具有较高的同源性,并含有相同的催化活性中心Tyr-(Xaa)8-Lys序列.用携带Xccfab V的质粒载体互补大肠杆菌fab I温度敏感突变株JP1111,转化子能在42℃生长,表明Xccfab V能遗传互补大肠杆菌fab I突变.体外重建脂肪酸合成反应表明,Xcc Fab V能催化不同链长的烯脂酰ACP还原为脂酰ACP,且催化活性不受三氯森抑制.遗传学研究表明,Xccfab V是必需基因,不能获得Xccfab V基因敲除突变株.将携带大肠杆菌fab I的外源质粒导入野生菌后,可敲除染色体上的fab V基因,获得的替换突变株生长特性和脂肪酸组成未发生显著变化,但替换突变株对三氯森敏感.上述结果证实,野油菜黄单胞菌fab V是必需基因,编码烯脂酰ACP还原酶,参与脂肪酸从头合成反应,且Fab V是Xcc对三氯森耐受的根本原因.     

尼泊尔马桑根瘤内生菌纯培养物的质粒检测

采用胶内裂解法快速检测了21株马桑根瘤内生菌纯培养物和4株弗兰克氏菌参考菌株的质粒,其中有5株马桑分离菌株和1株参考菌株含有质粒。除马桑菌株和参考菌株各有1株携带2个质粒外,其它菌株均只含有1个质粒。这些质粒的分子量约为13～20kb。根据所含质粒的大小和数目,将21株马桑分离菌株划分成4个质粒类群。实验还对菌丝体生长,细胞酶解和裂解等条件对质粒检测效果的影响进行了探讨。     

烟草细胞营养突变体的选择

从单倍体或二倍体烟草叶片诱发的愈伤组织,转入液体培养,然后用0.25%EMs(甲基磺酸乙酯)处理,引起突变。在1%牛肉膏培养基(没有无机氮的)上筛选突变细胞。正常细胞迅速褐化死亡,而突变细胞能继续生长,培养14天后鲜重增加了14倍。把突变细胞转入没有牛肉膏的无机氮培养基上,经6代42天培养,仍能生长,表明突变型的特性是比较稳定的。在牛肉膏含量为零时,正常细胞仍保持活力,只是生长十分缓慢。突变细胞虽能在1%牛肉膏培养基上生长,但达4%时生长也停止了。表明在牛肉膏中有某种抑制正常细胞生长的因子,而突变细胞具有对此抑制因子的抗性。为了诱导愈伤组织分化植株,突变细胞移入牛肉膏分化培养基(每升含2毫克苄基嘌呤和0.5毫克萘乙酸)。一月后得到约10个芽,其中2/3是绿芽,1/3是白化芽。其他突变细胞株不具备再分化芽的能力。表明突变细胞株之间有差别。绿芽在牛肉膏培养基上生长越来越慢,也不能出根,除非把它们再移到无机氮的培养基上。     

组蛋白不同乙酰化位点突变对酵母细胞生长和Ssa3、Gal1基因表达的影响

组蛋白乙酰化对基因表达和细胞生长非常重要.为揭示组蛋白H3K14和H4K8的乙酰化修饰对不同条件下细胞生长和Ssa3、Gal1基因表达的重要性及二者功能差异.构建了H3K14、H4K8分别突变为精氨酸的单突变株S14、S8及二者同时突变的双突变株D814,并对其在正常、高温、咖啡因存在等条件下生长及Ssa3、Gal1表达进行比较.结果表明,所有突变株对咖啡因敏感性增加;D814对温度敏感,且在供试条件下其生长及Ssa3和Gal1激活均明显慢于野生型和单突变株;除半乳糖和葡萄糖为单一碳源,30℃时两单突变株差别不大外,其它条件下S8生长及Ssa3和Gal1激活均慢于S14.表明H3K14、H4K8乙酰化对细胞生长和适应不利环境非常重要,而且在对不利条件的快速适应方面,H4K8的乙酰化修饰可能更为重要.组蛋白突变株的表型缺陷是因该条件下细胞生存所必需的基因激活延迟所致.     

食源性沙门氏菌耐药性检测及相关质粒

[目的]测定390株沙门氏菌的抗生素药敏性,研究部分多重耐药株中质粒与其宿主耐药表型之间的关系及其在接合过程中对耐药性水平转移的影响.[方法]使用选择性培养基分离到沙门氏菌并通过PCR确认后,按照琼脂稀释法测定分离株对供试抗生素的药敏性,试剂盒提取代表性多重耐药株中的质粒,HindⅢ酶切,DPS软件分析电泳后质粒图谱.通过接合试验研究质粒在抗生素抗性水平转移中的作用.[结果]沙门氏菌分离株对四环素耐药最为普遍(58.2%),其次为链霉素(42.8%)、卡那霉素(39%)和氨苄青霉素(38.2%),对头孢西丁、氯霉素、庆大霉素、头孢曲松、阿莫西林甲氧苄啶、头孢替呋钠和萘啶酮酸的耐药率分别为27.2%、26.9%、21%、19%、18.2%、17.9%、14.6%和12.3%.抗性质粒编码的相同或相似沙门氏菌耐药表型与其中所含的耐药质粒并不呈现出严格的对应关系.质粒携带的抗性基因可通过接合作用转移,接合效率在2.4×10-4到5.6×10-1之间.[结论]食源性沙门氏菌对常用抗生素的多重耐药已经成为普遍现象,抗性质粒的同源性与其宿主耐药表型无直接相关性,其携带的耐药基因可通过接合作用在不同细菌种属之间高频传递.     

禽致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛fimH基因缺失突变株的构建 及部分生物学特性的分析

基于禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因的已知序列,利用入噬菌体的Red重组系统构建禽致病性大肠杆菌国内分离株A2（血清型O2：K89）Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株A2△fimH：：Cat,在二次重组中利用携带能够表达FLP位点特异性重组酶的质粒pCP20（温度敏感性）以去除上述缺失突变株中抗性基因标志,结合PCR扩增和测序结果,证明fimH基因缺失株A2AfimH的正确构建。通过fimH基因互补试验使A2afimH缺失突变株恢复了与野生株具有相同的凝集活性。红细胞和酵母细胞凝集试验结果表明,野生株呈现良好的凝集效果,并能被0．5％甘露糖完全抑制,而A2afimH缺失突变株未呈现任何凝集现象。体外生长试验结果表明,在同样的培养条件下,A2afimH缺失突变株生长周期的各个阶段都要稍慢于野生株。禽致病性大肠杆菌国内分离株Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株成功构建,为进一步深入研究禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛与机体相互作用的分子机制,肠道外感染的致病机理及对国内禽大肠杆菌病的防控策略奠定了一定基础。     

禽致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛fimH基因缺失突变株的构建及部分生物学特性的分析

基于禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因的已知序列,利用λ噬菌体的Red重组系统构建禽致病性大肠杆菌国内分离株A2(血清型O2:K89)Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株A2△fimH::Cat,在二次重组中利用携带能够表达FLP位点特异性重组酶的质粒pCP20(温度敏感性)以去除上述缺失突变株中抗性基因标志,结合PCR扩增和测序结果,证明fimH基因缺失株.A2△fimH的正确构建.通过fimH基因互补试验使A2△fimH缺失突变株恢复了与野生株具有相同的凝集活性.红细胞和酵母细胞凝集试验结果表明,野生株呈现良好的凝集效果,并能被0.5%甘露糖完全抑制,而A2△fimH缺失突变株未呈现任何凝集现象.体外生长试验结果表明,在同样的培养条件下,A2△fimH缺失突变株生长周期的各个阶段都要稍慢于野生株.禽致病性大肠杆菌国内分离株Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株成功构建,为进一步深入研究禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛与机体相互作用的分子机制,肠道外感染的致病机理及对国内禽大肠杆菌病的防控策略奠定了一定基础.     

不同培养时期的大肠杆菌和枯草芽孢杆菌间发生的跨属自然遗传转化

携带穿梭质粒的大肠杆菌与作为受体的枯草芽孢杆菌分别培养至不同生长阶段混合均匀后静置40min,涂布选择性平板,37℃培养30h后得到一定数目的转化子,DNaseⅠ敏感实验证实质粒是通过自然遗传转化而非其它形式发生转移。实验发现大肠杆菌可以在特定生长时期向胞外分泌DNA,并且在对数期具有最高的提供质粒的能力,而生长后期的细胞因为体系中DNase量的增加转化频率下降。进一步的研究发现枯草芽孢杆菌在营养丰富的LB培养基中也具有与基本培养基中相当的转化能力,并且在对数生长前期具有较高的转化频率。     

一株枯草芽孢杆菌噬菌体的生物学特性分析及抗性菌株的诱变筛选

枯草芽孢杆菌工业生产发酵过程中经常出现噬菌体污染的问题,分离筛选以枯草芽孢杆菌为宿主菌的噬菌体,分析其生物学特性并采用自发突变方法筛选噬菌体抗性菌株。以枯草芽孢杆菌KC-260为宿主菌,从车间异常发酵液中分离纯化得到一株噬菌体,将其命名为P260,富集培养后测定效价,对其热稳定性、最佳感染复数、宿主范围、抑制剂和消毒剂耐受性等生物学特性进行了研究。为防治噬菌体P260的污染,利用自发突变的方法筛选对噬菌体P260有抗性的枯草芽孢杆菌突变菌。结果显示,分离纯化得到一株效价为3.45×1010 PFU/m L的噬菌体P260,该噬菌体具有一定的宿主专一性,对凝结芽孢杆菌和短小芽孢杆菌不敏感。噬菌体P260在高温条件下很容易失活,不耐热,70℃处理15 min存活率下降极为明显;25 mg/L的Cl O2对P260有极强的杀灭作用;0.5%的草酸铵和柠檬酸铵对该噬菌体有一定的抑制作用。P260感染宿主菌的最佳感染复数为0.01,增殖的潜伏期为15 min,45 min进入裂解期。通过自发突变的方法获得了抗噬菌体菌株ZF-260,发酵过程中添加噬菌体后ZF-260的生长不受影响,说明ZF-260是一株可以抗噬菌体P260的优良菌株。研究了噬菌体P260的生物学特性,获得了遗传稳定且活菌数高的抗性菌株ZF-260。     

产生二羧酸的耐高温酵母菌的研究

野生株热带假丝酵母(Candida tropicalis)1230能在40℃生长,而其产二羧酸的突变株U3-21则不能在这样高的温度下生长和产酸。用高温(40℃)直接处理的方法从突变株U3-21．获得能在该温度下产酸的耐高温株,其机率为亿分之三。这些菌株在高温下的产酸能力绝大多数相近,经筛选获得在40℃产酸为3％以上的耐高温株MHT39-90该菌株经室温转接保存三年,高温产酸性能稳定。     

rimJ基因缺失不影响大肠杆菌BL21(DE3)生长的温度敏感性

目的:研究rimJ基因对大肠杆菌BL21(DE3)菌株生长的温度敏感性的影响。方法:利用SceⅠ-Red同源重组技术将大肠杆菌BL21(DE3)基因组中的rimJ基因缺失,得到rimJ缺失突变菌;比较缺失突变株和原始菌株在不同温度(25℃、37℃、42℃)下的最大比生长速率,利用统计学方法分析rimJ基因的缺失对BL21(DE3)菌株生长的温度敏感性是否有影响。结果:rimJ基因被成功敲除;统计分析结果表明缺失突变株和原始菌株的最大比生长速率没有明显区别。结论:rimJ基因缺失对大肠杆菌BL21(DE3)生长的温度敏感性无影响。     

T—DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1—A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体Rl-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(Rl-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3：1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增DS因子的引物,对F2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到DS的特征片段。在以卷叶突变(Rl-A2)为回交亲本的F1B1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F1B1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1：1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

T-DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1-A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体R1-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(R1-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F_1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F_2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3:1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增Ds因子的引物,对F_2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到Ds的特征片段。在以卷叶突变(R1-A2)为回交亲本的F_1B_1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F_1B_1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1:1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

质粒RP4的一株杀宿主温度敏感突变体的研究

质粒是细菌染色体外的遗传因子。一般来说质粒的存在与否并不影响宿主细胞的正常生长。但是当宿主细胞存在某些缺陷时,质粒所带的某些基因可以代替宿主缺陷基因的功能,这一点很早就为F′的遗传学分析所说明。与此相反,已有一些报道表明,某些基因发生了突变的质粒,或者通过重组DNA技术所形成的某些杂种质粒(例如带生长激素释放抑制因子基因的杂种质粒PSOM 11-3),可以严重影响宿主细胞的生长,甚至杀死宿主细胞。因此质粒基因与宿主基因的相互关系的研究,不仅有助于进一步弄清原核生物基因的调控机制,也可以借此深入了解某些突变质粒或杂种质粒对宿主产生有害影响的原因。这在遗传工程上也是有一定价值的。