Expression of Poplar Chitinase in Tomato Leads to Inhibition of Development in Colorado Potato Beetle

The previously described poplar chitinase, WIN6, is induced during infestation by gypsy moth (Lymantria dispar L.) larvae, thus suggesting a role in defense against insect pests. To test this hypothesis, we produced tomato seedlings infected with a recombinant potato virus X (PVX), which produces WIN6, and tested its insecticidal properties on Colorado potato beetle [CPB; Leptinotarsa decemlineata (Say)], which is a serious pest of tomatoes and other crops. The advantage of PVX is that plant material is ready for insect bioassay within 3–4 weeks of constructing the recombinant virus. Considering that production of transgenic tomato seedlings using Agrobacterium takes at least 6 months, this hastens the rate at which genes can be examined. Upon insect bioassay, only 47% CPB neonates feeding on leaves containing >0.3% w/w WIN6 developed to 2nd instar while 93% of controls reached 2nd instar. To our knowledge this is the first plant chitinase that retards development of an insect pest. Revisions requested 12 December 2005; Revisions received 18 January 2006     

粘质沙雷氏菌几丁质酶chiB基因的克隆与序列分析

采用改进的方法提取粘质沙雷氏菌基因组DNA,通过PCR扩增,得到大小为1 500 bp特异性DNA片段(chiB基因),以pUC18质粒构建了pUC-ch iB克隆载体,转化至感受态细胞E.coliDH5α培养,并筛选出重组质粒。经测序分析,证明克隆片段与文献报道相一致。     

香蕉几丁质酶基因家族的鉴定及在枯萎病侵染时的表达分析

几丁质酶(CHi,Chitinase)是一种能够催化真菌细胞壁中几丁质水解的病程相关蛋白,在植物与真菌互作中起着重要的作用。本研究以拟南芥几丁质酶基因的蛋白序列为查询序列,在香蕉A基因组数据库中进行BLASTp比对,鉴定出23个香蕉几丁质酶(MaCHi,Musa chitinase)基因家族成员。根据其染色体上的位置,分别命名为MaCHi01～MaCHi23。系统进化树分析表明23个MaCHis可分为糖苷水解酶18(GH18,glycosyl hydrolase 18)和糖苷水解酶19(GH19,glycosyl hydrolase 19)2个亚家族。转录组数据分析表明接种尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Foc TR4,Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4)后MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11、MaCHi19和MaCHi20基因在感病品种巴西蕉中显著下调或不表达,在抗病品种GCTCV-119中显著上调。利用RT-qPCR技术对MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11和M...     

水稻几丁质酶基因在大肠杆菌中的表达、纯化与活性分析

将克隆并确定序列的水稻(Oryza sativa L．Cpslo17)几丁质酶基因Oschi的cDNA序列(此序列已在GenBank中注册, 登录号为EU045451)插入原核表达载体pGEX-4T-1中。经酶切、序列鉴定分析后, 用该重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3); 经IPTG诱导获得表达, 并对Oschi蛋白表达条件进行了优化; 在大肠杆菌中表达的几丁质酶经纯化后在一定的浓度、一定的反应时间内能高效地分解几丁质。     

水稻几丁质酶基因在大肠杆菌中的表达、纯化与活性分析

将克隆并确定序列的水稻(Oryza sativa L．Cpslo17)几丁质酶基因Oschi的cDNA序列(此序列已在GenBank中注册, 登录号为EU045451)插入原核表达载体pGEX-4T-1中。经酶切、序列鉴定分析后, 用该重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3); 经IPTG诱导获得表达, 并对Oschi蛋白表达条件进行了优化; 在大肠杆菌中表达的几丁质酶经纯化后在一定的浓度、一定的反应时间内能高效地分解几丁质。     

转番茄几丁质酶基因西瓜植株的获得及其抗病性研究

构建了以CaMV35s启动子驱动的含有番茄几丁质酶基因（Chi3）的植物表达载体,通过冻融法导入根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）菌株EHAl05中。用叶盘法转化西瓜（Citrullus lanatus）栽培种“中育1号”,通过PCR、Southern blot和RT-PCR鉴定,表明外源基因已成功整合到西瓜基闪组中,并获得表达。利用尖孢镰刀菌西瓜专化型进行的转基因植株叶片粗提液抑菌效果检测,表明转基因植株的抗病性均有一定程度的增强。     

几丁质酶基因表达载体pET-chiB的构建及其在大肠杆菌中的诱导表达

几丁质酶在降解几丁质的过程中起着重要作用,目前人们已从不同微生物体中分离并克隆出了多种几丁质酶基因。实验以pET-22b( )为载体,利用从粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)克隆出的chiB基因,构建出原核生物表达载体pET-chiB。通过表达载体pET-chiB的诱导表达,实验结果显示该基因表达的蛋白为可溶性蛋白,其分子量约为52 kD。利用不同参数包括时间、IPTG浓度和温度诱导表达载体pET-chiB表达并对表达产物进行SDS-PAGE分析,结果显示其诱导表达的最佳参数分别为4 h,0.5 mmol/L和25℃。这些结果为几丁质酶基因的进一步研究和几丁质酶工程菌生产奠定了良好的工作基础。     

苏云金杆菌几丁质酶新基因的筛选和全长基因的扩增

以煮沸冻融法制备PCR扩增模板,利用苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）几丁质酶基因特异引物进行15个Bt血清变种的扩增分析,获得9个几丁质酶全长基因扩增产物。经克隆和序列测定,从Bt serovar.entomocidus HD109、Bt serovar canadensis HD224、Bt serovar、alesti HD16和Bt serovar.toumanoffi HD201等4个菌株中分离了几丁质酶新基因。     

小麦几丁质酶基因的异种表达及其功能鉴定

几丁质酶参与植物的发育及防卫反应,并与人类疾病发生有关.文章研究了小麦几丁质酶基因Wch2经根癌农杆菌介导的烟草瞬间表达和转基因拟南芥的稳定表达,Western杂交及酶活测定证实,瞬间表达的小麦几丁质酶分子量约30 kD,具有降解几丁质多聚物的功能;Wch2在转入拟南芥后表达量高,尖孢镰刀菌接种的鉴定表明,表达Wch2的转基因植株的抗病性显著高于表达绿色荧光蛋白的对照植株.这些结果说明Wch2的异种表达,可用于植物抗病基因工程,以增强植物的抗病性.     

薇甘菊几丁质酶基因的原核表达及活性分析

将薇甘菊Mmchi1基因cDNA序列的编码区插入到原核表达载体pET-32a(+)中,构建融合表达质粒,并在大肠杆菌中进行了融合蛋白6×His-Mmchi1的诱导表达、Western blot和酶活性分析.结果表明,0.1 mmol/L IPTG、25℃诱导4 h,在大肠杆菌Rosetta-gami(DE3)中能获得可溶性的6×His-Mmchi1;Western blot证实表达的6×His-Mmchi1能与抗6×His的单抗发生特异性反应,分子量约为55 kD,与预测的融合蛋白分子量相符;纯化后的6×His-Mmchi1最佳酶活性pH和温度分别为5.5～6.5和35～40℃.为进一步研究融合蛋白6×His-Mmchi1的功能奠定了基础.     

HcNPV半胱氨酸蛋白酶,几丁质酶基因失活分析

将含有美国白蛾核型多角体病毒（Ｈｙｐｈａｎｔｒｉａ ｃｕｍｅａ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｓｉｓ ｖｉｒｕｓ,ＨｃＮＰＶ）半胱氨酸蛋白酶基因（ＣＰ）的自然和几丁质酶基因（ＣｈｉＡ）的片段克隆进ＰＣＲⅡ,构建了转移载体ｐＨｃＣＶｄｅｌ;将含有ＨｃＮＰＶ多角体蛋白全基因（ｐｏｌｈ）序列的片段插入到ｐＨｃＣＶｄｅｌ的ＥｃｏＲＩ位点,得到重组转移载体ｐＨｃＣＶｐｏｌｈ。通过重组转移载体与含有家蚕促     

苏云金杆菌以色列亚种几丁质酶基因的克隆及序列分析

从苏云金芽孢杆菌以色列亚种（Bacillus thuringiensis subsp israelensis)中提取基因组DNA,通过合成1对特异性引物,用touchdown PCR的方法扩增几丁质酶ichi基因序列（GenBank登录号：AF526379）。ichi序列全长为2570bp,含有1个2067bp的开放阅读框（ORF）,编码688个氨基酸,推测分子量为75.79kDa,等电点pI=5.90的几丁质酶前体。序列和结构比较分析表明：Ichi氨基酸序列与蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus)28-9几丁质酶CW、蜡状芽孢杆菌CH几丁质酶B及苏云金芽孢杆菌墨西哥亚种几丁质酶的同源性分别为97.24%、97.18%、97.63%,而与苏云金芽孢杆菌巴基斯坦亚种的同源性只有63.07%。Ichi编码区由分泌信号肽（46AA）、催化区（105AA)、粘蛋白Ⅲ型同源区（74AA）及几丁质结合区（40AA）组成。     

转基因玉米中目的基因的遗传表达及其抗病性研究

采用花粉介导方法将几丁质酶基因和潮霉素基因导入玉米(Zea maysL.)自交系海92-1中,以筛选抗玉米丝黑穗病的转基因品种.对转化植株及其后代植株的PCR、Southern blot检测表明,目的基因已导入转化植株并整合到其基因组中,且能够稳定遗传.ELISA分析证明转基因植株中目的基因可高效表达,表达产物量在9.8~16.3 ng?g-1鲜叶左右.统计分析显示,目的基因产物表达水平与转基因植株的抗病性呈极显著正相关(r=0.925,P<0.01).接种病毒鉴定结果揭示转基因株系的抗病性比对照提高3~4级.结合农艺性状筛选,选育到401、403这2个抗丝黑穗病且其它农艺性状优良的转基因纯合株系.     

小麦几丁质酶基因Wch2的克隆与表达分析

利用小麦几丁质酶基因PCR特异片段为探针,分离克隆了一个小麦Chidl几丁质酶基因Wch2。该基因编码311个氨基酸,不含内含子,具有一个信号肽、一个富含半胱氨酸的几丁质结合区域、两个变异区、两个酶活性区域。Southern分析表明,在小麦基因组中Wch2有多个拷贝。秆锈菌接种诱导Wch2在一对小麦近等基因系中差异表达;在抗病系中国春Srll中,接种3d后Wch2开始表达,6d后表达量更高;而在感病等基因系中国春srll中,在所有取样分析的时间内均未检测到Wch2表达。将Wch2克隆到细菌表达载体pET22b,在细菌中表达的重组Wch2具有几丁质酶活性。这些结果说明,分离的Wch2基因在小麦秆锈菌诱导的抗性反应中具有重要作用。     

Production and Secretion of a Recombinant Vibrio parahaemolyticus Chitinase by Escherichia coli and Its Purification from the Culture Medium

An open reading frame encoding the chitinase gene and its signal sequence was cloned from the Vibrio parahaemolyticus KN1699 genome. An expression plasmid containing the gene was introduced into Escherichia coli cells, and recombinant chitinase (Pa-rChi) was produced and secreted into the culture medium with the aid of the signal peptide. Pa-rChi was purified and its substrate specificity was determined.     

斜纹夜蛾核多角体病毒几丁质酶基因的克隆及序列分析

以苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Ａｕｔｏｇｒａｐｈａ ｃａｌｉｔｉｒｎｉｃａ ｍｕｌｔｉｎｕｃｌｅｏｃａｐｓｉｄ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｓｉｓ ｖｉｒｕｓ,ＡｃＭＮ－ＰＶ）基因组含几丁质酶基因（ｃｈｉＡ）的ｐｓｔＩ Ｍ片段为探针,通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交将斜纹夜蛾核多角体病毒（Ｓｐｏｄｏｐｔｅｒａ ｌｉｔｕｒａ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｓｉｓ ｖｉｒｕｓ,ＳｐｌｔＮＰＶ）的ｃｈｉ     

棉铃虫核型多角体病毒几丁质酶基因及杆状病毒 几丁质酶基因的分子进化

用PCR方法扩增了棉铃虫Helicoverpa armigera单粒包埋型核型多角体病毒（HaSNPV）几丁质酶基因,测定了基因编码区的核苷酸全序列。基因编码区全长1.713 bp,可编码570个氨基酸残基组成的多肽,预计分子量为63.6 kD。将所推导的HaSNPV几丁质酶氨基酸序列与其它已知杆状病毒几丁质酶氨基酸序列进行联配比较,结果表明HaSNPV 与谷实夜蛾H.zea单粒包埋型核型多角体病毒（HzSNPV）的氨基酸序列非常相似,同源性高达90.7%,与苜蓿丫纹夜蛾Autographa californica多粒包埋型核型多角体病毒（AcMNPV）、家蚕Bombyx mori核型多角体病毒（BmNPV）、美国白蛾Hyphantria cunea核型多角体病毒（HcNPV）、舞毒蛾Lymantria dispar多粒包埋型核型多角体病毒（LdMNPV）、黄杉毒蛾Orgyia pseudotsugata多粒包埋型核型多角体病毒（OpMNPV）和云杉卷叶蛾Choristoneura fumiferana核型多角体病毒（CfMNPV）氨基酸序列同源性分别为64.4%、64.9%、64.2%、62.9%、66.2%和61.5%。根据氨基酸序列用PC＼GENE程序绘制已知杆状病毒几丁质酶的分子系统树,并与杆状病毒中最为保守的多角体蛋白基因系统树作了比较,结果表明几丁质酶基因和多角体蛋白基因的进化速率是不尽相同的。     

Changes of Hexosamine and Acetyl Contents during Cultivation of Extracellular Galactosamine-containing Polymer from Aspergillus parasiticus

The reactions of N-acetylchitooligosaccharides with chitinolytic enzyme were analyzed by HPLC using a Tosoh TSK-Gel amide-80 column with 70% acetonitrile as an eluent. We separated α and β anomeric forms of N-acetylchitooligosaccharides, and obtain the following advantages of this HPLC method.

1. We can easily identify the reaction mechanism of chitinolytic enzymes by this method, distinguishing the inverting mechanism showing α anomer formation from the retaining mechanism showing β anomer formation.

2. We can also estimate the cleavage patterns of N-acetylchitooligosaccharides by chitinolytic enzymes by using natural substrates.     

扁豆几丁酶的特性和诱导

采用再生几丁质亲和层析和两性电解质等电聚焦电泳,纯化了扁豆荚几了酶,其分子量３０ｋＤ,等电点为９．１,主要呈内切酶活性。扁豆荚中不同组织几丁酶比活力有很大差异。在豆荚发育过程中,其酶活性变化呈单峰曲线,而比活力则持续上升,表明扁豆几丁酶活性变化与发育相关。经ＨｇＣｌ２处理后,扁豆荚壳和种子的几丁酶活性均明显提高。在扁豆荚发育的不同阶段,几丁酶的诱导特性也有明显差异,幼嫩豆荚几丁酶诱导活性的增加更为明显。     

山葡萄几丁质酶基因VCH3启动子的分离及鉴定

利用接头PCR技术首次分离了长度为1 216bp的"双优"山葡萄(Vitis amurensis Rupr.)classⅢ几丁质酶基因VCH3上游启动子序列(GenBank登录号AF441123),并用引物延伸方法鉴定了该启动子的转录起始位点,为5'-ATCAAGCAC-31序列中的第二个A.序列分析结果表明,代表真核基因启动子特征的CAAT盒和TATA盒分别位于VCH3启动子转录起始位点上游-122和-29处.另外,在转录起始位点上游-1 181 bp和-293 bp处各有一个水杨酸(SA)响应的顺式作用元件TGACG.为了鉴定该启动子的功能,将该启动子连接到β-葡糖苷酸酶基因(GUS)编码区的上游构建了VCH3启动子-GUS融合基因,并用农杆菌介导叶盘转化法将该融合基因转入烟草栽培品种NC89中.SA处理的转基因烟草根系和叶片GUS酶活性的荧光和组织化学检测结果表明VCH3启动子的驱动作用被SA诱导,因而该启动子在基因工程中将具有潜在的应用价值.