带cry3Aa启动子的aiiA基因在苏云金芽胞杆菌中的表达

N 乙酰高丝氨酸内酯 (N acyl homoserinelactones,AHLs) ,是一类数量感知 (Quorum sensing)系统中的信号分子 ,它参与诱导调控许多植物病原菌致病基因的表达。苏云金芽胞杆菌的AiiA蛋白能降解这类AHLs分子 ,进而可减弱病原菌致病基因表达产生的病害。苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3Aa的启动子是一种不依赖芽胞形成的启动子 ,它相对于其它cry类基因的启动子有启动基因转录时间早 ,转录时间长的优点。通过重叠延伸PCR ,用杀虫晶体蛋白基因cry3Aa启动子替换编码AiiA蛋白的基因aiiA自身的启动子 ,构建了融合基因pro3A aiiA。将融合基因装入穿梭载体pHT3 0 4的BamHI SphI位点 ,得到重组质粒pBMB686并转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171,重组菌株BMB686的AiiA蛋白表达量在各个生长时期均高于对照菌株 ,对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力也明显优于对照菌株     

以绿色荧光蛋白为报告基因的原核启动子检测体系构建

以质粒pMUTIN-GFP 扩增获得的目的gfp 基因为报告基因,将其克隆到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pBE2,构建成一个具有启动子活性检测功能的重组质粒pBE2-GFP .将组成型启动子P43和诱导型启动子Pspac克隆入pBE2-GFP ,得到重组表达载体pBE-GFP-P43和pBE-GFP-Pspac,转化至大肠杆菌和枯草芽孢杆菌.荧光显微镜检测GFP 蛋白的表达情况.结果 表明,2种不同类型的启动子均能在大肠杆菌BL21和枯草芽孢杆菌1A751中启动gfp 基因的表达.     

带cry3Aa启动子的aiiA基因在苏云金芽胞杆菌中的表达

N-乙酰高丝氨酸内酯（N-cyl-homoserine lactones,AHLs）,是一类数量感知（Quorum-sensing）系统中的信号分子,它参与诱导调控许多植物病原菌致病基因的表达。苏云金芽胞杆菌的AiiA蛋白能降解这类AHLs分子,进而可减弱病原菌致病基因表达产生的病害。苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3Aa的启动子是一种不依赖芽胞形成的启动子,它相对于其它cry类基因的启动子有启动基因转录时间早,转录时间长的优点。通过重叠延伸PCR,用杀虫晶体蛋白基因cry3Aa启动子替换编码AiiA蛋白的基因aiiA自身的启动子,构建了融合基因pro3A-aiiA。将融合基因装入穿梭载体pHT304的BamHI/SphI位点,得到重组质粒pBMB686并转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171,重组菌株BMB686的AiiA蛋白表达量在各个生长时期均高于对照菌株,对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力也明显优于对照菌株。     

产木聚糖酶枯草芽孢杆菌构建及表达条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有很强的分泌能力,产酶能力强,属于食品级安全微生物.以枯草芽孢杆菌为宿主菌异源表达木聚糖酶,采用同源重组的方法将木聚糖酶基因连接到载体pWB980上,构建表达载体pWB980-xynZF-2,电击转化枯草芽孢杆菌WB600,获得重组工程菌WB600-pWB980-xy...     

枯草芽孢杆菌表达系统及其启动子研究进展

枯草芽孢杆菌作为一种革兰氏阳性细菌,由于其具有非致病性、分泌蛋白能力强的特性和良好的发酵基础及生产技术,是目前原核表达系统中表达和分泌外源蛋白的理想宿主,成为原核表达系统中的一种重要的模式菌株。而实现外源蛋白的高效表达的关键因素之一是使用强并可控制的启动子。目前,枯草芽孢杆菌中常用的启动子为组成型、诱导物诱导型、时期特异性及自诱导型。详细介绍枯草芽孢杆菌表达系统以及其常用启动子的优缺点,并对克隆新的启动子的方法做了总结,旨为完善枯草表达系统和工业生产外源蛋白奠定基础。     

苏云金芽胞杆菌营养期杀虫蛋白基因vip3A在枯草芽胞杆菌中的表达

枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis常被用于表达杀虫和抗菌蛋白.为了探讨苏云金芽胞杆菌B. thuringiensis营养期杀虫蛋白基因（vip3A）在枯草芽胞杆菌中的表达情况,促进杀虫防病工程菌构建,将枯草芽胞杆菌168菌株核糖体小亚基S4蛋白基因的启动子与苏云金芽胞杆菌WB7菌株vip3A基因的编码序列连接,插入大肠杆菌Escherichia coli与枯草芽胞杆菌穿梭载体pAD123,得到重组原核表达质粒pADpvip,将重组质粒转化枯草芽胞杆菌标准菌株168和分离自辣椒体内的生防内生枯草芽胞杆菌BS-2菌株中,获得工程菌株.SDS-PAGE分析表明在枯草芽胞杆菌168菌株的部分工程菌株中有约88 kDa大小的VIP条带,而BS-2的工程菌株中未见相应的条带,表明Vip3A蛋白仅在168菌株中表达.生物测定表明有5株168的工程菌株（168vip1-4,6）表现较高的杀虫活性,工程菌株发酵稀释液（约10⁷CFU/mL）处理的小白菜叶片饲喂斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的杀虫效果可达87.64%~92.13%,但vip3A基因转入内生枯草芽胞杆菌BS-2中不表现杀虫作用.毒力测定表明168vip2菌株对斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的LC₅₀为0.0194 mL/mL.这些结果为进一步研究基因在枯草芽胞杆菌中的表达构建杀虫防病工程菌打下了基础.     

利用枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因启动子与信号肽重组分泌表达mpd基因

用大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pNW33N和去除了信号肽编码序列的成熟mpd基因构建了穿梭启动子探针pNW33N-mpd。用该探针从质粒pMPDP3和pMPDP29上克隆来自于枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因上游的启动子功能片段,构建了穿梭表达载体pNYTM和pNYWM。将表达载体pNYTM和pNYWM转入枯草芽孢杆菌1A751获得表达菌株1A751(pNYTM)和1A751(pNYTM),mpd基因在ytkA和ywoF基因的启动子和信号肽的带动下实现了分泌表达且具有天然活性,结果表明ytkA基因的启动子强度强于ywoF基因的启动子。利用ytkA基因的强启动子和nprB基因的分泌型信号肽编码序列构建了新的穿梭分泌表达载体pYNMK,并使mpd基因在枯草芽孢杆菌WB800中得到了更高水平的分泌表达,表达菌株WB800(pYNMK)在培养到第84h时甲基对硫磷水解酶酶活达到最高值为10.40u/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的10.8倍,重组表达产物有91.4%分泌在培养基中。     

木糖酸氧化途径在枯草芽孢杆菌的构建及转化乙醇酸的研究

通过过表达外源基因,旨在获得一株生产乙醇酸的食品安全菌。通过构建质粒在枯草芽孢杆菌A164S中过表达来自大肠杆菌的木糖酸降解途径,并用高效液相色谱对产物进行检测。诱导质粒表达后,重组枯草芽孢杆菌菌株成功地将木糖酸转化为乙醇酸,摩尔转化率达到42.54%。同时,枯草芽孢杆菌自身因存在非特异的醛缩酶及乙二醛脱氢酶,能够在只表达木糖酸脱水酶YjhG的情况下获得生物转化木糖酸的能力。成功构建了一株可利用木糖酸生产乙醇酸的枯草芽孢杆菌,并发现了可能的YjhH同工酶的存在。     

特异性杀虫基因Bt cry3A在桑粒肩天牛幼虫两种肠道常驻内生菌中的转化和表达

[目的]将特异性杀虫毒蛋白基因Bt cry3A转入桑粒肩天牛(Apriona germari Hope,Ag)幼虫肠道常驻内生菌中,构建能在天牛幼虫肠道中定殖并表达特异性杀虫基因Bt cry3A的工程菌.[方法]以传统方法和16S rDNA分子生物学分析等方法分离、鉴定Ag幼虫肠道优势的常驻内生菌,从中筛选出适合转化的候选菌株.利用电转化技术将含有对鞘翅目昆虫具专一性毒力Bt cry3A基因的Escherichia coli-Bacillus thuringiensis穿梭表达质粒pHT305a和pHT7911分别转入Ag幼虫肠道常驻内生菌短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis Ag12,Ag12)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis Ag13,Ag13)中.[结果]从Ag幼虫肠道共分离获得18个不同种的可培养细菌菌株,并从中选取菌株Ag12和Ag13作为出发菌株转入Bt cry3A基因.经质粒稳定性试验、转化子生长特性测试、伴胞晶体电镜检测、毒蛋白SDS-PAGE分析、工程菌定殖性分析以及生物毒力测试,结果显示cry3A基因已经成功转入Ag幼虫的常驻内生菌短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中,并且工程菌Ag12-305a、Ag13-305a、Ag 12-7911和Ag13-7911都能在天牛幼虫肠道内稳定生长、繁殖并表达分子量约65kDa的伴孢晶体杀虫蛋白Cry3A.[结论]Bt cry3A基因已成功转入桑粒肩天牛幼虫肠道优势常驻内生菌中,获得了四株能在桑粒肩天牛幼虫肠道内定殖,并能表达目的杀虫基因Btcry3A的转基因工程菌.     

苏云金芽孢杆菌的cry2A芽孢期启动子和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa蛋白表达的影响

[目的]分析苏云金芽孢杆菌的cry2A型芽孢期启动子对晶体蛋白Cry11Aa的协调作用和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa表达的促进功能.[方法]3个包括cry11Aa编码区的重组质粒pHcy1、pHcy2和pHcy4被构建并电激转化到苏云金芽孢杆菌晶体缺陷株4Q7中,其中pHcy1质粒携带cry11Aa基因自身启动子和分子伴侣p19基因,pHcy2携带cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因,pHcy4质粒在pHcy1的上游插入了cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因.SDS-PAGE分析了Cry11Aa蛋白在各重组苏云金菌株中的表达情况,并通过生物测定确定了其对蚊虫的生物活性.[结果]SDS-PAGE结果表明,Cry11Aa蛋白在4Q7(pHcy1)和4QT(pHcy4)均获得了表达,在4Q7(pHcy2)中未检测到Cry11Aa蛋白,推测晶体蛋白Cry11A不能利用cry2A型启动子进行表达调控;Cry11Aa蛋白在等体积4Q7(pHcy4)培养液中的表达量是4Q7(pHcy1)菌株的1.25倍,暗示着分子伴侣ORF1-ORF2在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量.4Q7(pHcy1)和4Q7(pHcy4)形成的Cry11Aa蛋白晶体的形状和大小相似,两者对致倦库蚊的生物活性没有明显差异,LC50s分别为59.33 ng/mL和66.21 ng/mL,.[结论]推测晶体蛋白Cry11A能否成功表达与其使用启动子的类型和两者的协调配合有关.分子伴侣ORF1-ORF2虽然在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量,但对提高Cry11Aa蛋白的杀蚊毒力没有显著性帮助.     

一种高效表达碱性蛋白酶的新型启动子的筛选及研究

碱性蛋白酶广泛的应用价值及市场供不应求的现状,旨在构建碱性蛋白酶高效表达系统。通过蛋白电泳和质谱检测的方法,由地衣芽孢杆菌中筛选获得一种新型启动子p Chi,以两种已知强组成型启动子p Shuttle-09和pyxi E为对照,研究其对克劳氏芽孢杆菌碱性蛋白酶与地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的表达活性。成功构建了6种重组表达载体及重组菌,结果表明,p Chi的启动强度是p Shuttle-09的1.25倍,pyxi E的2倍,从而为介导枯草芽孢杆菌表达系统中异源基因的表达奠定基础。     

细菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的诱导型异源表达

【目的】实现地衣芽孢杆菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达,并研究该重组酶的酶学性质。【方法】克隆巨大芽孢杆菌木糖异构酶基因的启动子区域及其调控蛋白,构建一个大肠杆菌/芽孢杆菌穿梭型诱导表达质粒,使用该诱导型启动子介导麦芽糖淀粉酶编码基因,实现其在枯草芽孢杆菌中的功能表达。对重组枯草芽孢杆菌的诱导条件进行优化,提高麦芽糖淀粉酶的产量。【结果】获得了诱导表达麦芽糖淀粉酶基因的重组枯草芽孢杆菌菌株。最适诱导温度为45°C,最适诱导剂添加浓度为1%,最适添加诱导剂时间为接种培养9 h后。重组酶蛋白分子量大小为67 k D,对该酶的酶学性质研究发现,以可溶性淀粉为底物,反应生成麦芽糖和葡萄糖,其中麦芽糖含量为60.42%。重组酶最适作用温度为45°C,最适作用p H为6.5,Ca2+、Co2+、EDTA对该重组麦芽糖淀粉酶具有激活作用。【结论】通过木糖诱导表达系统可以实现麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效诱导型表达,酶活最高可达296.64 U/m L发酵液,在工业上有着较好的应用前景。     

拮抗枯草芽孢杆菌KC-5的分离鉴定及其发酵优化

为了筛选出对植物病原菌具有拮抗作用的生物防治细菌,采用平板对峙法从蔬菜根际土壤中分离获得一株对多种病原真菌具有抑制作用的枯草芽孢杆菌,并对抑制后的病原菌菌丝进行了观察,结果表明该菌株对尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、层出镰刀菌以及腐皮镰刀菌均具有抑菌活性。通过形态特征、生理生化特征及16S rRNA序列分析,将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),并对其发酵培养基进行了优化。     

透明颤菌血红蛋白基因在解淀粉芽孢杆菌中的表达及其影响

将强启动子P43与透明颤菌血红蛋白基因（vgb）通过重叠延伸PCR进行融合,克隆到芽孢杆菌整合表达载体pDG1730中,重组表达载体pDG-P43vgb转化促生防病解淀粉芽孢杆菌FZB42,Wsetern-Blot和CO差光谱分析表明重组菌株FZB42-VHb表达了有活性的VHb蛋白,VHb的表达对重组菌株菌体的生长及抗菌脂肽的产生都有促进作用.在相同培养条件下,重组菌最大菌体密度比原始菌株提高了14.49 %,抗菌脂肽fengycin的产量提高了1.74倍,抗菌脂肽surfactin的产量提高了3.14倍.     

利用原生质体融合技术选育防治植物病虫害的基因重组菌株

本试验选用抗菌蛋白产生菌枯草芽孢杆菌(B.subtilis) TG26和晶体蛋白产生菌苏云金芽孢杆菌(B.thuringiesis subsp,pacifeus) AS1.904的营养缺陷型衍生株,在聚乙二醇的诱导下进行原生质体种间融合,获得了表现双亲遗传性状的种间融合菌株。融合率为7.52×10~6,融合子经传代10次,稳定率为19.5%。融合菌株的菌落和细胞形态与亲本株明显不同。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,融合菌株表达了亲本的抗菌蛋白和毒素蛋白。抑菌杀虫试验表明,融合重组菌株具有抑制多种植物病原菌和毒杀鳞翅目幼虫的能力。     

群体感应信号分子降解基因对铜绿假单胞菌毒力和生物膜形成的影响

来源于苏云金芽孢杆菌的aiiA基因克隆至Pseudomonas/E. coli穿梭载体并转入铜绿假单胞菌PAO1菌株, Western杂交显示AiiA蛋白在PAO1中正确表达. IPTG诱导9和21 h后分别取样检测两种信号分子的含量, 表达aiiA基因的菌株信号分子被完全降解; 检测重要的毒力因子弹性蛋白酶和绿脓菌素, 表达aiiA基因的菌株中毒力因子的含量明显少于野生型对照和空载体对照; 与运动性相关的丛集运动测定也表明, aiiA基因影响了细菌的丛集运动. 进一步通过液体和固体表面形成生物膜的差异以及对生物膜结构的扫描电子显微镜观察, aiiA基因的表达对铜绿假单胞菌生物膜的形成有重要影响.     

利用枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因启动子与信号肽重组分泌表达mpd基因

用大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pNW33N和去除了信号肽编码序列的成熟mpd基因构建了穿梭启动子探针pNW33N-mpd。用该探针从质粒pMPDP3和pMPDP29上克隆来自于枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因上游的启动子功能片段,构建了穿梭表达载体pNYTM和pNYWM。将表达载体pNYTM和pNYWM转入枯草芽孢杆菌1A751获得表达菌株1A751(pNYTM)和1A751(pNYTM),mpd基因在ytkA和ywoF基因的启动子和信号肽的带动下实现了分泌表达且具有天然活性,结果表明ytkA基因的启动子强度强于ywoF基因的启动子。利用ytkA基因的强启动子和nprB基因的分泌型信号肽编码序列构建了新的穿梭分泌表达载体pYNMK,并使mpd基因在枯草芽孢杆菌WB800中得到了更高水平的分泌表达,表达菌株WB800(pYNMK)在培养到第84 h时甲基对硫磷水解酶酶活达到最高值为10.40 u/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的10.8倍,重组表达产物有91.4%分泌在培养基中。     

绿色荧光蛋白基因原核表达载体的构建及其在昆虫肠道短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的表达

【目的】构建带有苏云金芽孢杆菌cry3a基因非芽孢依赖启动子和绿色荧光蛋白基因gfp(Green Fluorescent Protein)的原核表达载体,并转化从桑粒肩天牛幼虫肠道分离的两株常驻细菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,以检测cry3a启动子在昆虫肠道常驻菌中的启动子活性,获得GFP标记菌株,为常驻菌在昆虫幼虫肠道中的定殖情况和杀虫工程菌的构建奠定基础。【方法】采用重叠延伸PCR将cry3a基因启动子和gfp基因进行融合,并与pHT304载体连接构建重组质粒pHT3AG,获得的重组质粒以电脉冲转化肠道常驻菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,于可见光和荧光显微镜下观察荧光并通过SDS-PAGE分析重组菌株的蛋白表达情况,然后对重组菌株进行生长动力学分析和稳定性测试。【结果】重组菌在营养期大量组成型表达GFP,经电泳分离在凝胶上出现约29kDa的特异蛋白条带;重组菌生长曲线与出发菌没有显著差异,说明外源质粒未对宿主菌的生长带来明显不利影响;抗性条件下传代30次后两菌株外源质粒稳定性仍可达95%、67%;两个菌株比较,CQUBb比CQUBt质粒转化率高、重组菌GFP表达时间长、表达量大,并且重组菌株稳定性好。【结论】成功地将cry3a基因核心启动子和gfp基因转入桑粒肩天牛幼虫肠道常驻菌,实现了该启动子在Bt之外的菌株中发挥作用,构建了两个GFP标记菌株;重组基因工程菌株表达量大,稳定性好,可以用作昆虫肠道内微生态研究和芽孢杆菌表达系统以及杀虫菌株的构建。     

α-乙酰乳酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合型表达

α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中能加快啤酒成熟,有重要的应用价值。本研究将枯草芽孢杆菌启动子P43克隆到质粒pUC19-ALDC中的α-乙酰乳酸脱羧酶基因之前,得到重组质粒pUC19-P43-ALDC。重组质粒pUC19-P43-ALDC与质粒pMLK83-BN同源重组,筛选得到枯草芽孢杆菌整合质粒pMLK83-ALDC。用此整合质粒转化枯草芽孢杆菌1A751,挑选出新霉素抗性且无淀粉酶活性的重组菌株。此菌株用LB培养基在37℃、220r/min摇瓶培养过夜,测得α-乙酰乳酸脱羧酶活力为15.6U/mL,说明整合的α-乙酰乳酸脱羧酶基因能够在重组菌株中稳定传代和表达。本研究首次在枯草芽孢杆菌中用整合型的方式重组表达了α-乙酰乳酸脱羧酶,提出了一种有潜力的生产α-乙酰乳酸脱羧酶的新方法。     

3-甾酮-1-脱氢酶基因的表达及甾体转化分析

本文利用带有P43启动子的表达分泌载体pWB980,实现了简单节杆菌3-甾酮-1-脱氢酶在枯草芽孢杆菌中的表达,表达出的目的蛋白的分子量为55KDa。利用分光光度法检测得到胞内和胞外可溶性部分的酶活分别为110±0.5mU和15±0.6mU每毫克蛋白, 比出发菌株简单节杆菌提高了将近30倍。重组芽孢杆菌对甾体底物4-AD的转化率为45.3％,比出发菌株简单节杆菌提高了近10倍。利用枯草芽孢杆菌对甾体底物进行脱氢为甾体药物的生产开辟了一个新的途径。