细菌抗药质粒中抗性基因的易位作用

我们从临床分离的二株大肠杆菌与二株痢疾杆菌中,分别分离出带有抗药质粒ER275、ER396(所带的抗性基因为:Tc~r、Cm~r、Sm~r、Ap~r、Su~r),与DR233、DR416(所带的抗性基因为:rc~r、Cm~r、Sm~r、Su~r)。把这些抗药菌株(为了实验方便,将DR233与DR416转移到大肠杆菌C_(600)~(Rif)~r)与大肠杆菌J5-3/R144drd3(Km~r)配对,使R144drd3质粒进入上述菌株,组成二种质粒共存的菌株。在此菌株的细胞中,ER275与ER396质粒中的Ap抗     

氨苄青霉素抗性基因从质粒ER396转座到φ80噬菌体基因组的研究

前已报道抗药质粒ER396(Tc~r、Ap~r、Cm~r、Sm~r、Su~r)带有可转座的Ap抗性基因。我们用φ80噬菌体感染带有ER396质粒的大肠杆菌,分离出一株能高频转导Ap抗性的噬菌体φ80 Ap。从:(1)φ80 Ap噬菌体的Ap抗性转导子对φ80噬菌体超感染具有免疫能力;(2)φ80 Ap噬菌体在接种有Ap敏感的大肠杆菌软琼脂平板上形成的噬斑中85％以上的噬斑,其中心的溶原菌都获得了对卸的抗性;（3） φ80噬菌体抗血清能同时中和φ80 Ap噬菌休的幻抗性转导能力与噬斑形成能力等结果,我们推测φ80 AP噬菌体是由于可转座的AP抗性基因从ER396质粒转座到φ80噬菌体的基因组中而形成的。     

转座子Tn233(CH)分子量的测定

转座子Tn233(CH)带有str sul抗性基因,最早是在痢疾杆菌的抗药质粒DR233(Tc~r Cm~r Sm~r Su~r)中发现的。现在通过菌株间的配对,将插入了Tn233(CH)转座子的质粒R144drd3::Tn233(CH)转移到E·coli C600/pBR322(Ap~r、Tc~r)细胞中,组成两种质粒共存的菌株。从此菌株中提取出质粒DNA,用转化方法使它转移到E.coli C600菌株,再从所得到的转化子中用复印方法筛选出Tn233(CH)转座到pBR322质粒的转化子E.coli C600/pBR322::Tn233(CH),然后提出此质粒DNA,经限制性内切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、PstⅠ、HindⅢ与PvuⅡ等酶切后,在琼脂糖凝胶平板与聚丙烯酰胺凝胶柱上进行电泳分析,分别以BamHⅠ与EcoRⅠ双重酶解的λDNA、HindⅢ酶解的T5DNA、HaeⅢ酶解的M13 DNA与HaeⅢ酶解的pBR322 DNA作为泳动的标记,计算出质粒酶解片段的分子量,用此方法算出各片段分子量的总和为15.93×10~6道尔顿,此即为所求的pBR322::Tn233(CH)分子量,将此值减去pBR322的分子置2.87×10~6道尔顿,得到Tn233(CH)的分子量为13.06×10~6道尔顿。电泳结果还表明在Tn233(CH)DNA分子上,BamHⅠ、EcoRⅠ、PstⅠ、HindⅢ与PvuⅡ分别有5、9、1、6、2个切点数。     

质粒R144drd3对于大肠杆菌DNA复制发动突变型dnaP18的非整合抑制

通过接合转移,把F1、F11、P、W、X、Ⅰ型的14种质粒分别引入大肠杆菌复制发动突变型dnaP 18,发现只有Ⅰ型质粒R144对于dnaP18具有抑制作用,消阻遏质粒R144 drd3的抑制能力高于质粒R144约一万倍而达到完全的抑制。以下事实说明R144 drd3并不通过整合到dnaP18细菌的染色体上而带来对于dnaP18的抑制:(1)dnaP18(R144drd3)细菌的染色体标记的转移频率在10~(-7)以下,而其质粒标记Km~R的转移频率约10~(-1);(2)这些菌株的DNA抽提物的电泳图谱和电子显微镜照相都说明质粒DNA的存在。 用带有质粒R144 drd3的E.coli作为供体,用E.coli dnaP18菌株作为受体,通过噬菌体P1转导得到的两种Km~R转导子中一种能在42℃形成菌落,而另一种则不能;将转座子Tn10转座到R144drd3上以后,同样使受体成为能在42℃形成菌落或不能形成菌落两类。这些结果表明,质粒R144drd3上存在着与dnaP18抑制有关的特定区域或基因。     

转座子Tn4、Tn3与Tn233(CH)之间转座功能互补与转座免疫的研究

Tn4(sm~rSu~rAp~r)、Tn3(Ap~r)与Tn233(CH)(Sm~rSu~rHg~r)是结构上相关而且都属于TnA家族的转座子。据报道Tn4中还含有一个拷贝的Tn3。为了弄清它们在家系中的关系,我们进行了Tn4、Tn3与Tn233(CH)之间的转座功能互补与转座免疫的研究。结果如下:(1)当Tn4以反式状态存在时,Tn233(CH)转座功能缺失的tnpA~-变种(Ta233△E12)的转座能力可以恢复,但Tn3不能使之恢复;(2)Tn233(CH)能转座到质粒R144drd3::Tn4或R144drd3::Tn3上形成带二个转座子的质粒;(3)带二个转座子的质粒会失去二种不同转座子中的一种。当寄主细胞在无抗生素的营养培养基上移种5—15次后,仍带有二种转座子共存质粒R144drd3::Tn233::△E15::Tn233△B5的细胞的百分率只有8.3％;与此相比,在相同的情况下,带R144drd3::Tn4::Tn233(CH)的细胞的百分率为71.2—86.2％,带R144drd3::Tn3::Tn233(CH)的细胞的百分率为96.2％。     

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。     

转座子Tn233(CH)中抗性基因的定位

将Tn233(CH)从质粒DR233转座到可以扩增的质粒pBR322上,并绘制了包括7种限制性内切酶切点的pBR322:: Tn233(CH)DNA的限制图。经限制类型分析表明,链霉素抗性基因位于H3片段上,磺胺抗性基因位于H4片段上,汞盐抗性基因位于H1片段上。另外,B3片段上同时带有链霉素与磺胺的抗性基因,B1片段上带有汞盐抗性基因。     

转座子Tn233(CH)中链霉素和磺胺抗性基因的精确定位

重组质粒pTH3和pTB3分别是转座子Tn233(CH)中含Sm抗性基因和同时含Sm和Su抗性基因的DNA片段克隆到pBR322上得到的。将Tn5转座到pTH3或pTB3上,分离到一些对Sm敏感或仍有抗性的突变株。比较变种及亲本质粒DNA的限制图谱,测出了Tn5的插入位点,并测得pTH3的Sm抗性基因在大肠杆菌极大细胞中指令一个分子量约为32K的多肽合成。据此我们绘制了pTH3中Sm抗性基因的位置与长度。用相似方法也绘制出了Su抗性基因在pTB3上的位置与长度。利用Tn5的极性效应,推测Tn233(CH)中Su和Sm抗性基因不构成一个操纵子。     

大肠杆菌抗药性质粒R144drd3温度敏感突变型的分离

温度敏感突变型可用于研究DNA复制的控制机制,也可用于测定质粒的拷贝数,还可作为遗传分析研究的工具。抗药性质粒R144drd3是去阻遏、抗卡那霉素、Ej-质粒,转移频率在10^-3-10^-1之间,是国内外实验室在分子遗传学研究中常用的抗药性质粒。 我们用整体诱变的方法,获得了抗药性质粒R144drd3温度敏感突变型。对其中一菌株进行温度敏感效应侧定,42℃ 表现温度敏感。进行温度敏感部位测定,结果证明,大肠杆菌抗药性质粒R144drd3经诱变剂亚硝基腮处理后产生的温度敏感突变型属于抗性基因温度敏感突变型。回复突变频率为4.5 X 10^-8.     

雷氏变形杆菌~#45中质粒的分离鉴定

从成都市粪水样品中分离出一株可耐受六种抗生素的肠道细菌——雷氏变形杆菌45(Proteusrettgeri~#45),在该菌中同时存在有多个质粒。已分离鉴定出两种质粒,它们分别是:pLz451,N族质粒,携带Ap、Tc抗性;pLz453,F族质粒,携带Ap、Tc、Km、Sm、Gm抗性,这两种质粒均具有转移能力。     

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。     

胸膜肺炎放线杆菌萘啶酸抗性菌株的选育和信号标签突变株的构建

胸膜肺炎放线杆菌(APP)是重要的猪呼吸道病原菌,给世界养猪业造成严重的经济损失.信号标签突变(STM)技术是在宿主动物体内鉴定病原菌毒力因子的高通量方法.通过体外传代选育出APP血清1型和3型萘啶酸抗性菌株,再以萘啶酸抗性菌株为受体菌,以携带mini-Tn10的标签质粒(pLOF/TAG1-48)的E.coli CC118 λ pir或S17-1λpir为供体菌,在或不在E.coli DH5α(pRK2073)的辅助下,进行三亲本或两亲本接合,通过抗性筛选、PCR和Southern杂交鉴定转座突变株.结果表明:体外萘啶酸加压传代很容易选育出萘啶酸抗性APP菌株,该抗性的产生与DNA促旋酶A亚基基因gyrA的突变有关.在APP与E. coli接合实验中,两亲本接合比三亲本接合操作更简单,效率也较高;APP不同菌株在接合和转座效率上存在很大差异,血清1型菌株高于血清3型菌株,3型标准菌株高于地方分离株JL03-R.本研究为APP STM突变体库的构建与毒力基因的鉴定奠定了基础.     

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。     

IncFII-FIA-FIB型多重耐药质粒pBTR-CTXM的结构基因组学分析

【背景】IncFII-FIA-FIB型质粒广泛存在于肠杆菌科细菌中,介导了许多耐药基因的水平转移,并导致细菌多重耐药问题日益严重。【目的】分析IncFII-FIA-FIB型多重耐药质粒pBTR-CTXM的基因组结构,并研究其介导大肠杆菌BTR株的耐药基因水平转移机制。【方法】利用PCR进行耐药基因筛查;接合转移和电转化实验验证质粒pBTR-CTXM是否具备自主接合转移的特性;VITEK 2 Compact全自动细菌鉴定及药敏分析仪测定相关菌株对抗生素的药物敏感性;构建MatePair文库并进行细菌全基因组高通量测序和质粒结构基因组学分析。【结果】菌株BTR是携带blaNDM-1、blaCTX-M-15、blaTEM、qnrD、qnrS1、mph(A)、erm(B)和tetA(B)等耐药基因的多重耐药大肠杆菌,其中blaCTX-M-15、mph(A)、erm(B)和tet A(B)等耐药基因均位于大小为144 939 bp的质粒p BTR-CTXM (GenBank登录号MF156697)上,该质粒可与菌株BTR内质粒pNDM-BTR接合共转移到受体菌大肠杆菌EC600中。pBTR-CTXM具备IncFII-FIA-FIB型质粒典型的骨架区结构,其多重耐药(Multidrug-resistant,MDR)区由新的复合型转座子Tn6492、Tn2残余、Tn10残余、ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477转座单元和一些插入序列组成。【结论】pBTR-CTXM中新复合型转座子Tn6492与Tn10残余和ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477转座单元共同介导大肠杆菌BTR株的多重耐药与耐药基因的水平传播。     

Studies on selectable marker for genetic engineering of Zymomonas mobilis ZM4 and CP4 strain

尽管质粒和选择标记的使用作为基因工程最基本的一环而为人们所熟知,但对一些特殊菌种(菌株)或研究很少的菌种(菌株)的基因工程操作来说,质粒和选择标记可能仍然是一个并未完全解决的问题,因而需要不断提高认识、不断改进.运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis具有突出的产醇性能,但其多种内源质粒和多种抗性的特点,增加了其基因工程操作时质粒和选择标记选用的难度.本研究在测定四个抗生素即Ap、Cm、Tc、Km对典型菌株ZM4、CP4的最低生长抑制浓度的基础上,初步确定了这两个菌株基因工程操作时的四个抗生素使用浓度依次分别为300、100、25、350μg/mL(ZM4)和500、100、25、250 μg/mL(CP4);并进一步通过穿梭载体pZB21、宽宿主载体pBBR1MCS-2和整合载体pBR328-ldh R-cml - ldhL的转化,初步分析和证明了这些选择标记和在相应抗生素浓度下的效果:首先,对每一个选择标记基因来说,前述抗生素浓度是适于携带此选择标记基因的质粒的转化筛选和相应转化子培养的;其次,在前述抗生素浓度下,综合筛选平板阳性率和转化效率、培养物菌体形态异常程度等指标,四个选择标记基因中,以Cm和Tc抗性标记基因效果最好,Km抗性标记基因居中,Ap抗性标记基因最差.这些结果为ZM4、CP4基因工程遗传改造用抗性标记基因、质粒、抗生素的选择及转化系统的完善奠定了基础.     

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。     

运动发酵单胞菌ZM4、CP4菌株基因工程选择标记的研究

尽管质粒和选择标记的使用作为基因工程最基本的一环而为人们所熟知,但对一些特殊菌种（菌株）或研究很少的菌种（菌株）的基因工程操作来说,质粒和选择标记可能仍然是一个并未完全解决的问题,因而需要不断提高认识、不断改进。运动发酵单胞菌Zymomonasmobilis具有突出的产醇性能,但其多种内源质粒和多种抗性的特点,增加了其基因工程操作时质粒和选择标记选用的难度。本研究在测定四个抗生素即Ap、Cm、Te、Km对典型菌株ZM4、CP4的最低生长抑制浓度的基础上,初步确定了这两个菌株基因工程操作时的四个抗生素使用浓度依次分别为300、100、25、350μg／mL（ZM4）和500、100、25、250μg]mL（CP4）;并进一步通过穿梭载体pZB21、宽宿主载体pBBR1MCS-2和整合载体pBR328-ldhR—cml—ldhL的转化,初步分析和证明了这些选择标记和在相应抗生素浓度下的效果：首先,对每一个选择标记基因来说,前述抗生素浓度是适于携带此选择标记基因的质粒的转化筛选和相应转化子培养的;其次,在前述抗生素浓度下,综合筛选平板阳性率和转化效率、培养物菌体形态异常程度等指标,四个选择标记基因中,以Cm和Tc抗性标记基因效果最好,Km抗性标记基因居中,Ap抗性标记基因最差。这些结果为ZM4、CP4基因工程遗传改造用抗性标记基因、质粒、抗生素的选择及转化系统的完善奠定了基础。     

利用转座子Tn233(CH)与Tn5作为基因载体的研究

用体外重组技术构建了转座子Tn233(CH)、Tn233△E14与Tn5的3个衍生物:(1)转座子Tn 233(CH)含有单个BgBlⅡ限制位点,将从质粒pTK 63来的含K 88抗原基因的BamHI片段连接到pBR322::Tn233(CH)的BglⅡ位点上,形成了pBR322::Tn233(K88)。(2)Tn233△E14是Tn233的缺失变种,此缺失除去了Tn233(CH)上的TnpA基因,但保留了BglⅡ位点,将同上面一样的BamHI片段克隆到pBR322::Tn233△E14的BglⅡ位点上,构建了pBR322::Tn233△E14(K88)。(3)Tn5含有1个BamHI限制位点,pTB341是1个有Tn5插入的质粒,pTB341经BamHI切割后得到3个BamHI片段,每个片段分别带有Ap~r基因;IS50L与Km~r基因;IS50R与Sm~r基因,当此3个片段经T4-DNA连接酶重新连接后,分离到了1个质粒pTS40,此质粒也由此3片段组成,但它们的排列与pTB341的不同,此重新连接的结果使Ap~r基因成为Tn5中的一部分。 遗传实验结果表明,K88抗原基因与Ap~r基因在这些转座子衍生物中能够表达,而且新构建的Tn233(K88)与Tn5(Ap)仍保留着转座的能力。当在反式位置上有TnpA基因时,Tn233△E14(K88)也能从pBR322::Tn233△E14(K88)转座到其它质粒上。     

枯草杆菌和大肠杆菌融合转移双复制功能杂种质粒pTZ22的研究

在大肠杆菌C600(pTZ22)(Km~rTc~rAp~r)和枯草杆菌Ki-2-132(Sm~rIle~-Thr~-Val~-)(简称A系统)以及在枯草杆菌Ki-2-132(pTZ22)(Km~r)和大肠杆菌C600(简称B系统)菌株之间,通过细胞融合,从两个方向转移pTZ22。A系统获得一批抗Km Sm融合子,B系统获得一批抗Km Ap和Tc的融合子,融合频率为10~(-4)—10~(-6)。融合子的抗性是稳定的,并且革兰氏染色、产酶和产孢匦与不带质粒的亲本相同。DNA的电泳图证明,除了不带质粒的亲本无质粒带外,其它菌株都有质粒带,A系的电泳相同,B系的则不同,原因尚不清楚。用融合子的质粒DNA转化ki-2-132和C600都获得了转化体,其转化频率因实验条件不同而有差异。以上结果表明,大肠杜菌和枯草杄菌细胞之间能够相互融合,通过融合能从A、B两个方向转移质粒pTZ22,枯草杆菌的蛋白酶不阻碍细胞融合和质粒转移。     

子囊霉素产生菌吸水链霉菌FIM260840基因转移系统的建立

目的:建立子囊霉素产生菌吸水链霉菌FIM260840的接合基因转移体系,以便基因敲除和外源基因表达等遗传操作。方法:以整合型质粒p SET152为出发质粒,通过接合转移构建并子囊霉素产生菌FIM260840的基因转移系统。结果:12.5μg/m L安普霉素可有效筛选接合子。经PCR验证,质粒成功整合到菌株FIM260840基因组DNA中,所获接合子的安普霉素抗性高达400μg/m L以上。接合子经多次传代后,导入的质粒p SET152仍稳定整合于接合子基因组DNA上。结论:建立了高效、简便的吸水链霉菌FIM260840的基因转移系统,为该菌的生物合成基因改造奠定了基础。