大肠杆菌粘端质粒pJRD215在兼性自养多能硫杆菌中的带动转移*

通过接合将广泛寄主范围的转移性IncP质粒RP_4、R68.45、RP_1::Tn501和pUB307从大肠杆菌转移到了兼性自养多能硫杆菌中,质粒上的Ap、Tc和Km抗性基因在多能硫杆菌中均得到表达。IncQ类群的粘端质粒pJRD215在转移性IncP质粒的带动下,从大肠杆菌转移到了多能硫杆菌,转移频率为8.9×10^-5——801×10^-4,并对pJRD215在多能硫杆菌中的稳定性进行了测定。本文首次将非转移性质粒载体引入到兼性自养多能硫杆菌中。     

一种快速提取大质粒的方法

本文介绍一种快速提取大质粒的方法。应用该方法,对含有pTA1,R68.45,RP(?)Tn501,pUB307,RP_4,pJRD215和pTr30质粒的多能硫杆菌(Thiabacillus versius)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)和大肠杆菌(Escherichia coli)进行了质粒提取。结果表明,该方法提取的质粒条带清晰,分辨率高,而且重复性好。     

一株高效抗砷喜温硫杆菌工程菌的构建

利用DNA体外重组技术,将大肠杆菌质粒载体pUM3上的抗砷基因簇片段亚克隆到含有强启动子（tac启动子）并具有广泛寄主范围特性的IncQ族质粒pMMB24上,删除调节基因片段,构建了含有强启动子、可在tra基因诱动下转移的组成型表达的抗砷质粒pSDRA4。通过接合转移的方式将其导入专性自养极端嗜酸性喜温硫杆菌Acidithiobacillus caldus中,构建了冶金工程菌Acidithiobacillus caldus (pSDRA4),接合转移频率为（1.444±0.797）×10-4。表明在大肠杆菌和喜温硫杆菌之间成功地建立了一个遗传转移系统。经检测,重组质粒在喜温硫杆菌中具有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定（重组质粒保留76% 以上）。经抗砷性能检测,与野生菌相比,构建的喜温硫杆菌工程菌抗砷能力明显提高,从10mmol/L提高到45mmol/L。     

多能硫杆菌RubisCO基因鉴定以及在大肠杆菌中的表达

多能硫杆菌(Thiobacillus versutus)是兼性化能自养细菌,在生理学和分类学上具有重要的地位,也是研究硫杆菌生理、生化、遗传学的理想材料。该菌通过卡尔文循环固定CO_2,其关键酶是1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(简称RubisCO)。我们从多能硫杆菌中分离得到的RubisCO基因片段能够在大肠杆菌细胞中表达,说明自养细菌与异养细菌在基因表达方面是相似的。     

氧化硫硫杆菌质粒的分离

用碱法对分离到的7株氧化硫硫杆菌进行质粒检测,在6株中分离到了18个质粒,质粒DNA的分子量为1.3×10~4-98×10~6。     

通过接合作用质粒从大肠杆菌到棒状杆菌的转移

构建了可接合转移的穿梭质粒pXZ911、pBZ51和pBZ52。这些质粒中含有具转移功能的Mob片段和在棒状杆菌中复制的复制区。以大肠杆菌S17—1为供体菌,通过接合转移作用,可将这些质粒转移到谷氨酸棒杆菌ATCCl3032、谷氨酸棒杆菌ATCC21543、北京棒杆菌B3、北京棒杆菌1．299、裂氏棒杆菌B43、黄色短杆菌ATCC 14067等棒状杆菌苗株,接合转移频率分别为：9X10^-5,1X10^-4,8．5x10,2．3X10^-4×10^-5,2．9X10^-5。本文还探索了大肠杆菌和几种革兰氏阳性棒状杆菌问基因转移的方法、转移频率、影响转移频率的因素、宿主范围等问题。     

多能硫杆菌基因文库的构建以及Rubis CO基因的筛选

以pUC9质粒DNA作为载体,用PstⅠ酶切、碱性磷酸酯酶处理后,与PstⅠ部分酶切的多能硫杆菌染色体DNA3－10kbDNA片段连接,转化大肠杆菌JM83,在MacConkey培养基上筛选重组于,所得的重组子为6.5×10³,达到建库要求的理论值。进一步用光合细菌Rhodobactersphaeroides类型Ⅱ磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶基因（rbcL－rbcS）为探针,从该库中筛选到了含有多能硫杆菌的1,5－二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（RubisCO）基因片段的重组子     

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。     

抗砷载体的构建及在喜温硫杆菌中的接合转移

利用DNA体外重组技术,将质粒载体pUM3上的抗砷基因片段亚克隆到含有强启动子(tae启动子)并具有广泛寄主范围特性的IncQ族质粒pMMB24上,成功构建了含有强启动子的抗砷质粒pSDRA3,以及删除调节基因片段的组成型表达的抗砷质粒pSDRA4。通过接合转移的方式将其导入专性自养极端嗜酸性的喜温硫杆菌中,首次成功地建立了喜温硫杆菌的遗传转移系统,构建了冶金工程菌T.caldus(pSDRA3)和T．caldus(pSDRA4)。与野生菌相比,重组菌抗砷性能明显提高。     

大肠杆菌磷酸果糖激酶基因在极端嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达

构建了含大肠杆菌磷酸果糖激酶(EC 2.7.1.11)基因pfkA的重组质粒pSDK1,利用大肠杆菌pfk缺陷株筛选含目的基因的重组质粒,通过接合转移的方式将其导入氧化硫硫杆菌TtZ2中,接合转移频率达2.6×10-6。重组质粒在TtZ2中有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定(重组质粒保留68%以上)。酶活性测定、SDSPAGE及RTPCR结果表明,pfkA基因在氧化硫硫杆菌中得到表达,但其表达水平低于大肠杆菌。葡萄糖可促进含pSDK1的氧化硫硫杆菌TtZ2的生长,而对照菌株的生长则未受明显影响,说明重组菌可部分利用葡萄糖作为碳源生长。     

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。     

一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌特性研究*

从我国煤矿废石堆分离到一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌MLY菌株,最适生长温度50℃－54℃,最适pH1.2-1.4。MLY菌株是兼性化能自养菌,能利用酵母粉异养生长。在自养和混合营养条件下,能氧化Fe^2 、黄铁矿(FeS2)和元素硫(S^0)。自养营养时,氧化元素硫较弱。对比研究MLY菌株和氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)A10菌株对Fe^2 和黄铁矿的氧化作用,结果表明,MLY比A10的氧化速度快1倍多。     

由质粒介导的浑球红假单胞菌的染色体基因转移

通过接合转移,质粒pR751：：813、pACYCl84：：Tn5和RP4：：Mu从大肠杆菌引入浑球红假单胞菌。以质粒pR751：：813和RPI：：TnS01为介导的染色体转移,构威了一条染色体基因连锁图,并确定了包括半胱氨酸和胞嘧啶在内的六个遗传标记的相对位置。决定卡那霉素抗性的转座子Tn5以每供体}．3×10一’频率从大肠杆菌转入浑球红假单胞菌。约1．5％的“m‘分离物是营养缺陷型。形成的半胱氨酸变种是稳定的,回复突变频率约为4×10-10。转座子插入诱变产生的变种可用于遗传分析研究。     

棒状杆菌启动功能片段的克隆和顺序测定

利用大肠杆菌(Escherichia Coli）的白动子探针质粒pGA46-4,从谷氨酸棒状杆菌(Corynebacrerium glutainicum）染色体DNA中筛选启动功能片段,并测定了重组质粒pGA46-4上的一个约0.4kb的启动功能片段的核营酸顺序。利用pGA46-4和棒状杆菌质粒pXZ10145的EcoRI大片段组建了在大肠杆菌和力士棒杆菌(Corvnebacierium herculis）中都能复制的穿梭质粒pXZ10。     

Tn5—Mob转座系统对紫云英根瘤菌SR72的诱变和诱动作用

通过接合作用将携带有转座子 Tn5—Mob 的“自杀”性载体质粒 pSUP5011引入紫云英根瘤菌 SR72,得到卡那霉素抗性(Km~r)菌落的频率为6.99×10~(-6),测得受体菌的 Km~r 自发突变频率<10~(-8)。从对1071个 Km~r 突变体进行的植物砂培结瘤试验中筛选出结瘤不固氮(Nod~ ,Fix~-)突变株17个,不结瘤(Nod~-)突变株4个。另外,还从近3000个 Km~r 突变体中选出腺苷营养缺陷型突变株3个。通过 Tn5探针进行的菌落原位杂交试验证明:这21个共生固氮突变株中均含有 Tn5序列,进一步通过接合作用将协助质粒 RP4—4(Tc~r)引入 Nod~ ,Fix~ 突变株,获得了含有 Tn5—Mob 和 RP4—4的新突变株 SR72ZR(Km~r,Tc~r),但试图通过它们的协同作用将SR72中的大质粒诱动转移到根癌农杆菌 A136的试验未获成功.     

大肠杆菌的一个转座子Tn2981的特性

在复旦大学校园分离到1株带有抗药性质粒pFD13(Sm~RSu~RCm~RTc~RHg~R)的大肠杆菌B7,并在pFD13上发现1个转座子,它带有链霉素(Sm~R)、汞盐(Hg~R)、磺胺嘧啶(Su~R)抗性基因,定名为Tn2981。Tn2981可以从质粒pFD13转座到质粒R144drd3上,也能从质粒转座到大肠杆菌的染色体上。这种转座作用不依赖于宿主细胞reeA的基因产物。经电子显微镜测量质粒pBR322::Tn2981及质粒pBR322的长度,换算后得到Tn2981分子量是12.48×10~6道尔顿,并经限制性内切酶酶切说明它含有6个EeoRI切点。     

DNA重组技术：Ⅲ.重组质粒在大肠杆菌中的转化

氯化钙法是用质粒DNA转化细菌细胞,尤其是大肠杆菌细胞最常使用的方法。实验操作如下: (1) 将受体菌接种在平板培养基上划线,37℃过夜,进行活化。 (2) 挑选单菌落,接于5ml LB培养液,37℃震荡过夜。 (3) 从上述培养液中取0.5ml,转入50mlLB培养液,37期震荡培养2～4小时,到细菌密度大约为5×10~7/ml,OD_(575)约为0.8。     

体外重组质粒pIB2及其性质的初步研究

本文报导了将大肠杆菌抗四环素质粒pSC101及抗卡那霉素、大肠杆菌素E1质粒pCR1,在体外经限制酶ECoR1和T4DNA连接酶作用,进行重组,经转化后,筛选得到了重组质粒pIB2。pIB2兼有抗四环素、卡那霉素和对大肠杆菌素E1免疫的特性。对pIB2 DNA进行电泳和电镜观察,计算分子量证明pIB2确为pSC101与pCR1的重组。测得pIB2的转化频率为4.0×10~(-6),每微克DNA转化体数为4.2×10~4。pIB2对四环素和卡那霉素的抗药水平分别为每毫升25～30微克和200微克,并与pSC101和pCR1作了比较。限制酶Bam H1在原pSC101上具有一个切点而在pCR1上无切点,因而预计pIB2与Bam H1配合使用,可作遗传工程研究中双耐药标记的分子运载工具。     

链霉菌基因克隆载体及基因文库的构建

利用麦迪霉素产生菌中分离的质粒pSMY1(10．8kb),将pIJ30的硫链丝菌素抗性基因(tsr)克隆到psMY1上,获得了具有硫链丝菌素抗性选择标记质粒pSJ10。通过DNA体外缺失,片段播入、λ-COS片段的插入及与大肠杆菌质粒的重组等基因技术,获得了一系列psMY1衍生质粒,包括双标记质粒pSM3,大肠杆菌／链霉菌穿梭质粒pBMJ2和穿梭粘粒pNMJ1。通过对这些质粒的分析,确定了质粒psMY1的复制必需区为3．06kd的EcoRI—sphI片段。质粒pSJ10、pSM3、pNMJ1具有可选择标记,多个单一确切的可克降位点,有一定范围的宿主并能在链霉菌中稳定存在等特点,故可作为链霉菌基因克隆的载体。其中pNMJl(11．15kb)是大肠杆菌／链霉菌穿梭粘粒,能有效地运载28—38kb的外源DNA片段,并能在体外包装λ噬菌体外壳,转导大肠杆菌。利用载体pNMJl,通过λ-噬菌体蛋白体外包装,在大肠杆菌中建立了螺旋霉素产生菌的基因文库,其基因覆盖率可达90％。重组DNA分子可通过转化转移到链霉菌中。     

插入烟草叶绿体启动基因片段的重组质粒转化大肠杆菌和枯草杆菌感受态与原生质体的比较

大肠杆菌(E.coli)N100携带的pK01-26质粒插入烟草(Nicotiana tobacHm var.)叶绿体启动基因片段的重组质粒。该质粒以大肠杆菌HB101为受体可以再转化,转化频率为4.93×10^-6,以枯草杆菌168为受体不能实现转化。上述两种受体菌株的原生质体,经处理,再生细胞壁后,分别获得转化子。经原生质体转化,以大肠杆菌HB101为受体的转化频率为2.7×10^-4频率为2.6×10^-5。以H