pUC19K质粒的构建及其在布鲁氏菌突变株构建中的应用

突变株的构建是细菌基因功能研究的前提。本研究构建了一个可用于布鲁氏菌突变株构建的自杀质粒。在pUC19质粒的多克隆位点插入卡那霉素抗性基因,在该基因两侧添加多个酶切位点,构建成为pUC19K。利用该质粒,我们构建了布鲁氏菌外膜蛋白Omp25基因的突变株。结果表明,利用该自杀质粒,通过一轮筛选即可得到目标基因被抗性基因替换的突变株。pUC19K质粒的构建及成功应用,为布鲁氏菌突变株的构建提供了一个快速有效的手段,也为布鲁氏菌的基因功能研究奠定了基础。     

湖泊微拟球藻高含油突变株的构建及筛选

研究旨在建立湖泊微拟球藻(Nannochloropsis)的遗传转化体系, 然后根据外源基因随机插入的特性, 挑取抗性转化子构建突变体库, 并从突变体库中筛选高含油突变株。以湖泊微拟球藻自身β-tublin基因启动子和三角褐指藻fcpA终止子驱动和终止来源于细菌的sh ble抗性选择基因, 构建了一个转化载体pPha-T1-TUB。将线性化后的质粒以电穿孔的方法转化湖泊微拟球藻, 通过1 μg/mL zeocin的抗性平板筛选, 并经液体培养基连续传代后, 得到了可以稳定遗传的转化子。我们从这些转化子中筛选得到了数株油含量高于野生型, 且生长也优于野生型的突变株。其中, 2个突变株K26和G5的总脂中多不饱和脂肪酸含量更低, 其脂肪酸组成更符合作为生物柴油原料的标准。研究通过随机插入构建突变体库的方法为快速获取优良目的性状的高产油突变株提供了一个有效手段。     

利用mini-Tn10转座系统研究芽孢杆菌生物被膜形成相关基因

生物被膜对于细菌抵御外界环境的侵害具有重要的意义, 其形成和发展过程受到很多基因的调控和影响。本文利用mini-Tn10转座系统对野生型解淀粉芽孢杆菌NK10.BAhjaWT进行突变库的构建并随机选择400个转化子进行验证, 突变效率达到90%以上。从突变库中筛选到4株生物被膜缺陷株。经过鉴定, 上述突变株citB、citG、gpsA和yvfB基因发生插入突变。其中citB、citG和gpsA均与能量代谢相关, yvfB功能未知。本实验证明mini-Tn10转座系统对于芽孢杆菌突变库的构建具有高效和稳定的     

Tn5介导的致病性副溶血弧菌溶血能力差异突变株表型分析

【目的】构建致病性副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,Vp)突变体库,分析溶血能力差异突变株表型特征,为深入挖掘和认识tdh的调控机制提供研究基础。【方法】利用双亲本接合法,将Mini-Tn5-Km2片段随机插入致病性Vp (ATCC 33846)基因组,并以含有卡那霉素(Km)和氨苄青霉素(Amp)的TCBS选择性培养基进行突变株(KmRAmpS)筛选;结合PCR方法对突变菌株进行Km基因筛查,构建在不同基因位点随机插入突变的Vp突变体库。以我妻氏血平板筛选溶血表型变化菌株,并对其生长曲线、菌膜形成能力和运动能力进行测定。【结果】采用双亲本接合法,成功建立包含490株Vp突变株的突变体库,并获得5株溶血表型变化稳定的菌株(2株为溶血能力上调,3株为下调)。5株突变株在生长速率、菌膜形成能力及运动能力方面与亲本株有显著性差异。其中,2株溶血能力上调菌株及1株溶血能力下调菌株在运动能力、生长速率和菌膜形成能力方面较亲本株显著降低(P<0.05);另2株溶血能力下调菌株菌膜形成能力较亲本株显著提高(P<0.05)。【结论】Tn5转座子可用于建立Vp突变体库;Vp溶血能力与其表型特征具有相关性;研究所获得的5株溶血表型突变株为进一步探讨Vp tdh的调控机制奠定基础。     

2型猪链球菌SSU0448基因敲除突变株的构建及其毒力分析

【目的】 通过构建2型猪链球菌(SS2)强毒株05ZYH33的SSU0448基因缺失突变株Δ0448和互补株CΔ0448,探索SSU0448基因缺失对细菌基本生物学特性和细菌毒力的影响。【方法】用同源重组基因敲除方法构建筛选强毒株05ZYH33中N-乙酰半乳糖胺和半乳糖胺代谢途径相关转录调节因子SSU0448基因的缺失突变株,比较分析突变株Δ0448与野生株05ZYH33、互补株CΔ0448的基本生物学特性,小鼠毒力实验分析SSU0448基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】PCR检测分析显示,SSU0448基因在转化重组体中被壮观霉素抗性基因所替代,表明基因敲除突变株构建成功;同时构建了基因功能互补株CΔ0448。生物学特性实验表明突变株Δ0448在成链能力上较野生株明显减弱,对数生长期稍短,快速到达平台期;而菌落形态、革兰氏染色和溶血活性方面无明显差异;小鼠毒力实验发现,突变株毒力并无显著改变。【结论】SSU0448基因的敲除能够改变2型猪链球菌的成链能力;不影响其侵袭致病能力,可能延缓2型猪链球菌的发病过程,此研究为2型猪链球菌致病感染奠定了基础。     

兽疫链球菌中与透明质酸合成相关新基因的高通量筛选及克隆

【目的】兽疫链球菌(Streptococcus equi subsp. zooepidemicus)中透明质酸主要的生物合成途径和相关基因已经被研究得比较透彻,探究一种挖掘与透明质酸合成相关新基因的策略。【方法】利用自杀质粒pSET4s::sacB在宿主基因组中的随机整合作用,筛选具有表型差异突变菌株构建突变体库,进一步利用连接介导PCR (Ligation mediated PCR,LM-PCR)方法和全基因组重测序,检测质粒整合位点,通过基因无痕敲除和回补实验验证插入位点。【结果】构建了包含150株具有表型差异突变株的突变体库;以荚膜合成能力缺失的1号突变株(M1)作为基础研究对象,检测到自杀质粒整合到基因组458 960位点上,破坏了编码塔格糖-6-磷酸激酶的lacC基因;无痕敲除lacC基因得到ΔlacC,表型分析发现ΔlacC表现为粘性荚膜特性;进一步全基因组重测序发现,除了lacC基因位点存在插入突变,206 613位点存在碱基G缺失,导致编码透明质酸合成酶的hasA基因发生移码突变,且回补hasA基因后,M1恢复粘性荚膜合成能力。【结论】M1突变株粘性荚膜合成能力的缺失由hasA基因功能缺失引起,与lacC基因功能缺失无关。初步建立了兽疫链球菌中高通量筛选与透明质酸合成相关新基因的策略,为今后挖掘新基因奠定了基础。     

转座子标签法在构建G-细菌突变体库中的应用

应用转座子标签法以水稻黄单胞菌 (Xoo)为研究对象 ,构建了Xoo的突变体库 ,为革兰氏阴性细菌突变体库的建立 ,验证了一个较新的方法和思路。经分子生物学检测 ,此方法简便易得、高效稳定 ,可以定向突变 ,为研究G-细菌的各项功能提供了良好的素材 ,加快了研究进程。     

炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株构建

【目的】构建炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株, 为研究eag基因的功能奠定了基础。【方法】本研究以我国人用炭疽杆菌活疫苗A16R株中eag基因为目的缺失基因,根据炭疽芽孢杆菌Ames株基因组序列,利用软件设计了扩增上下游同源臂以及抗性基因引物,构建了重组质粒,将该重组质粒电击转入炭疽杆菌A16R感受态细胞中,利用同源重组原理筛选到炭疽杆菌A16R株eag基因缺失突变株。在分子水平及蛋白质组学方面对基因缺失突变株进行验证。【结果】成功构建了重组质粒,经同源重组后获得eag基因缺失突变株。PCR鉴定表明目的基因已经丢失;SDS PAGE表明野生株与突变株在93 KDa处有差异蛋白条带,经质谱鉴定分析该条带为目的基因所表达的EA1蛋白;双向电泳结果显示突变株与野生株比较明显缺失3个蛋白点,经质谱分析后确定这3个点都是EA1蛋白。【结论】成功获得炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株,为深入研究eag基因的功能奠定了基础,同时也为炭疽芽孢杆菌重要基因功能的研究建立了一个良好的技术平台。     

烟曲霉突变体库的构建及伊曲康唑耐药菌的筛选

目的构建烟曲霉突变体库并筛选耐药突变子,初步探讨烟曲霉的耐药机制。方法利用根瘤农杆菌T-DNA介导的插入突变构建烟曲霉突变体库,用伊曲康唑对突变体库进行筛选,挑取烟曲霉耐药突变株。结果利用根瘤农杆菌T-DNA插入突变,本研究获得了1805株突变子,诊断PCR显示突变子基因组DNA上均含有潮霉素标记,说明T-DNA均插入到了宿主的基因组上。通过筛选,本研究成功获得了16株烟曲霉伊曲康唑耐药菌,其中有两株对两性霉素B表现为不同程度的耐药性。结论通过构建烟曲霉突变体库以及耐药突变子筛选获得了16株烟曲霉耐药菌,为进一步研究烟曲霉的耐药机制奠定了基础。     

罗布麻EMS突变体库构建及黄酮变异突变体筛选

罗布麻(Apocynum venetum L.)突变体的获得是人工创新种质资源的有效途径,也是开展品种选育、功能基因组研究的基础。本研究以采自东营野生罗布麻种子作为材料,预试验结果表明0.7%的甲基磺酸乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)溶液诱变罗布麻种子13 h能够达到半致死剂量。在此浓度和处理时间下构建了一个1452株的突变体群体,对获得的M1植株进行农艺性状和总黄酮含量性状筛选,初步获得125份农艺性状突变材料,其中包括8株白化植株、23株叶型变异株、16株叶色黄纹突变体、32株苗期分枝植株以及46株叶位变异突变体,突变频率分别为0.55%、1.6%、1.1%、2.2%和3.2%。此外,还筛选到2株总黄酮含量明显高于野生型和1株低于野生型的材料。在突变群体中对黄酮代谢途径中编码黄烷酮-3-羟化酶的基因(F3H,flavanone 3-hydroxylase gene)进行测序鉴定,结果鉴定到3株F3H基因的突变体。本研究构建的罗布麻突变体库表型丰富且突变位点可以鉴定,是罗布麻新种质筛选、品种选育以及基因功能研究的良好材料。     

猪链球菌2型强毒株sly基因敲除株构建及生物学特征分析

[目的]构建猪链球菌2型05ZYH33溶血素sly基因敲除突变株,比较突变株与野生株生物学特征。[方法]分别克隆sly上游序列L、下游序列R和壮观霉素抗性基因spcr,构建基因敲除质粒p UC18-LSR,并电转化入05ZYH33感受态细菌。用多重PCR、RT-PCR及Southern杂交对sly基因敲除突变株进行鉴定。比较突变株与野生株的生长速率和溶血现象。[结果]多重PCR和RT-PCR分别显示,野生株DNA和c DNA都能扩增出579 bp的sly内部片段,而突变株DNA和c DNA都未能扩增出此片段。Southern杂交显示,突变株中未见sly探针杂交条带。突变株生长速率较野毒株迟缓,溶血能力减弱,但依然存在。[结论]建立了高效稳定的电转化方法,成功构建出溶血能力减弱的双交换同源重组sly基因敲除突变株。     

插入突变在水稻功能基因组学中的研究进展

构建饱和的基因突变体库是最直接、有效的分析鉴定基因功能的方法.根据插入突变源不同可分为T-DNA插入突变、转座子插入突变等.主要介绍这两种方法的原理及其在水稻功能基因组学研究中的应用和进展,并分析和讨论了插入突变在水稻功能基因组学研究中存在的困难和发展趋势.     

猪链球菌2型强毒株sly基因敲除株构建及生物学特征分析北大核心

[目的]构建猪链球菌2型05ZYH33溶血素sly基因敲除突变株,比较突变株与野生株生物学特征。[方法]分别克隆sly上游序列L、下游序列R和壮观霉素抗性基因spcr,构建基因敲除质粒p UC18-LSR,并电转化入05ZYH33感受态细菌。用多重PCR、RT-PCR及Southern杂交对sly基因敲除突变株进行鉴定。比较突变株与野生株的生长速率和溶血现象。[结果]多重PCR和RT-PCR分别显示,野生株DNA和c DNA都能扩增出579 bp的sly内部片段,而突变株DNA和c DNA都未能扩增出此片段。Southern杂交显示,突变株中未见sly探针杂交条带。突变株生长速率较野毒株迟缓,溶血能力减弱,但依然存在。[结论]建立了高效稳定的电转化方法,成功构建出溶血能力减弱的双交换同源重组sly基因敲除突变株。     

福氏2a志贺氏菌2457T HtpG蛋白诱导小鼠炎性反应

[目的]构建福氏2a志贺氏菌2457T株的htpG缺失突变株和回复株,对HtpG蛋白的功能进行初步研究.[方法]采用X-Red重组系统对htpG基因进行缺失突变,构建了福氏2a志贺氏菌2457T株的htpG缺失突变株,并利用低拷贝质粒构建了htpG突变株的回复株.在此基础上,对野生株、突变株和回复株的生长曲线、生化反应、豚鼠角膜试验进行了比较分析,并考察了野生株、突变株和回复株腹腔注射引起小鼠炎症反应的强弱.[结果]HtpG蛋白功能与福氏志贺氏菌的基本生化代谢无关,也不影响细菌穿透上皮细胞的能力,但腹腔注射后能够引起小鼠强烈的炎症反应.[结论]HtpG蛋白功能可能与细菌的免疫致病性相关.     

铜绿假单胞菌lasI,rhlI基因功能缺陷株的构建和生物学功能验证

构建铜绿假单胞菌lasI,rhlI基因功能缺陷株,为进一步阐明氦氧饱和高气压暴露条件诱导lasI,rhlI基因介导铜绿假单胞菌毒力调节的分子机制研究奠定基础。用双亲株接合转移法删除lasI,rhlI基因ORF编码区,通过RT-PCR方法验证目标基因编码序列mRNA的缺失;通过对细菌生长增殖能力、弹性蛋白酶代谢活性和细菌绿脓菌素分泌能力等表型的测定,验证目标基因编码序列缺失后的基因调节功能的缺陷。结果表明成功构建铜绿假单胞菌lasI,rhlI基因功能缺陷株,可作为进一步研究的基因工程菌。     

mkl基因在海分枝杆菌抵抗宿主免疫中的作用

本研究利用 MycoMarT7噬菌体建立了海分枝杆菌随机突变库,鉴定获得1株转座子插在基因MMAR＿0994（mkl）上的突变株。用野生株和突变株分别感染斑马鱼成鱼,通过观察斑马鱼的存活情况,研究 mkl基因对海分枝杆菌毒力的影响;利用尾静脉注射感染孵出48 h后的斑马鱼幼鱼,于荧光显微镜下观察突变株及野生株在幼鱼体内的播散情况,以检测 mkl基因在细菌与宿主天然免疫相互作用中的功能;将野生株和突变株分别感染小鼠来源巨噬细胞,检测其在巨噬细胞内的增殖。此外,还检测了突变株对酸性环境的耐受情况。结果显示,mkl基因突变株感染斑马鱼成鱼后25 d内没有鱼死亡;在斑马鱼幼鱼感染模型和细胞感染模型中,突变株的增殖明显减弱;突变株对酸性环境压力更敏感。以上结果提示,mkl基因在海分枝杆菌抵抗宿主免疫及致病中发挥重要作用。     

多粘类芽胞杆菌SC2基因敲除体系的建立

摘要:【目的】建立多粘类芽胞杆菌SC2 的基因敲除体系。【方法】利用电转化把温敏型自杀质粒pRN5101导入到多粘类芽胞杆菌SC2中。采用基因重组技术敲除SC2 中的多粘菌素基因E(pmxE),得到突变株SC2-E。利用抗细菌性能检测和高效液相色谱分析合成多粘菌素的能力,来证实pmxE基因是否被敲除。【结果】成功构建了多粘类芽胞杆菌SC2 的基因敲除体系。pRN5101转入SC2后能够在28℃复制,39℃自杀。突变株失去了合成多粘菌素的能力,成功敲除pmxE基因,验证了此体系的可用性。【结论】首次构建了多粘类芽胞杆菌的基因敲除体系,拓展了pRN5101的使用范围,为研究多粘类芽胞杆菌的基因功能提供了高效的遗传操作工具。     

致病菌烟曲霉新基因Afu4g13170生孢致毒相关性初步研究

【目的】对烟曲霉Afu4g13170基因功能进行初步研究。【方法】利用Double-jointPCR方法和一步基因敲除技术,构建Afu4g13170基因缺失突变株。【结果】序列比对表明烟曲霉Afu4g13170蛋白与构巢曲霉Ani04163蛋白和新型隐球菌Gib2蛋白的氨基酸序列相似性为88.6%;表型分析表明基因破坏使突变株生长迟缓、梗基伸长、孢子分化能力下降,产孢推迟、产孢量减少,色素产生量降低;色谱分析显示基因缺失突变株的产毒能力下降。【结论】烟曲霉Afu4g13170基因可以作为控制曲霉致毒的一个靶位点。     

质粒拯救法克隆细菌基因组大片段

[目的]细菌基因组大片段尤其是基因簇的克隆与操作,是细菌基因功能分析的一个难点.基因组测序工作的不断完成和序列信息的大量积累,为细菌基因组:DNA的操作提供了方便.本文报道了利用细菌的全基因组信息和质粒拯救法的原理建立的一种克隆细菌基因组大片段的方法.[方法]首先,根据基因组序列信息,在待克隆片段的一侧扩增一段DNA,并将其克隆到自杀载体上构建打靶质粒,然后,将打靶质粒整合到细菌的基因组中构建重组菌,提取重组菌的基因组DNA,酶切,自连,转化,将自杀质粒与待克隆的目的片段一起拯救出来.最后,根据需要将拯救的DNA片段亚克隆到新的载体中.[结果]我们利用该方法克隆了布鲁氏菌中长度为11kb的virB操纵子,并构建了互补质粒.将该质粒导入到virB的突变株中后使virB操纵子的转录活性得到了恢复,表明该策略切实可行.[结论]这种重组克隆策略给我们提供了一种新的对细菌基因组大片段进行操作的方法.     

Pseudomonas plecoglossicida NyZ12基因无痕敲除方法的建立

旨在建立一种适合环己胺降解菌NyZ12基因无痕敲除的可靠方法。通过overlapping PCR技术将目的基因上下游同源臂融合并克隆到自杀载体pEX18km上,将重组质粒转化到大肠杆菌S17pir中,再通过接合转移到假单胞菌NyZ12菌株内,经pEX18km质粒上sacB基因的反向筛选得到突变株并通过PCR方法和测序鉴定。结果显示,成功构建了假单胞菌NyZ12菌株orf4637的基因突变株(NyZ12Δ4637)。通过自杀载体同源重组可以成功获得敲除的无痕突变株,且突变株基因组上没有任何抗性筛选标记残留,为环己胺降解菌NyZ12基因功能研究提供了可靠的基因敲除技术。