淡水瓦氏雅罗鱼基因文库的构建和抗冻蛋白基因同源序列的筛选

极地海域中的鱼类非常耐寒。它们的血液里常含有两种能降低其体内冰点的蛋白质：抗冻糖蛋白（AFGP）和不含糖的抗冻蛋白或抗冻多肽（AFP）。这些蛋白的编码基因已经被克隆,并将黄盖鲽AFP导人虹鳟鱼和大西洋鲑鱼,而改变了它们的抗冻基因进行了分离研究。所用实验材料鱼为中国内蒙古北部生活的瓦氏雅罗鱼（Leuciscus waleckii),属鲤形目（Lypciniformes),鲤科（Lyprinidae),雅罗鱼亚科（Leucisinae),基本按标准方法构建瓦氏雅罗鱼的基因库。只在包装反应至30分钟时,再加一份BHB2690制备物,并延长30分钟反应时间。所得库的成斑率大于1×10^5pfu。已知AFP基因常常多至40个拷贝,故已够用。采用通用的原位分子杂交和Southern分析进行瓦氏雅罗鱼AFP基因同源序列的分离及其亚克隆分析。以北美黄盖鲽AFP基因片段为探针,从瓦氏雅罗鱼DNA库中筛选了三个阳性克隆。图一所示为其中一个的双份膜及其复筛结果。图二为这个阳性克隆DNSA经过三种限制酶切后,同时与北美黄盖鲽AFP基因片段和该基因0．4KbcDNA两种探针的southern分析结果。其中Sac酶切在两个杂交中的均能产生一条2．7Kb的杂交带。图三对两个阳性克隆的southern分析证明：对这个杂交片段的亚克隆是成功的。这是首次在中国一种耐寒淡水鱼基因组内发现并得到AFP基因同源序列,将用于转基因鱼的研究。     

淡水瓦氏雅罗鱼基因文库的构建和抗冻蛋白基因同源序列的筛选

极地海域中的鱼类非常耐寒。它们的血液里常含有两种能降低其体内冰点的蛋白质：抗冻糖蛋白（ＡＦＧＰ）和不含糖的抗冻蛋白或抗冻多肽（ＡＦＰ）。这些蛋白的编码基因已经被克隆,并将黄盖鲽ＡＦＰ导入虹鳟鱼和大西洋鲑鱼,而改变了它们的抗冻性能。为开展中国的抗冻转基因鱼研究,本项目对中国北方的耐寒淡水鱼的抗冻基因进行了分离研究。所用实验材料鱼为中国内蒙古北部生活的瓦氏雅罗鱼（Ｌｅｕｃｉｓｃｕｓｗａｌｅｃｋｉｉ）,属鲤形目（Ｌｙｐｃｉｎｉｆｏｒｍｅｓ）,鲤科（Ｌｙｐｒｉｎｉｄａｅ）,雅罗鱼亚科（Ｌｅｕｃｉｓｉｎａｅ）。基本按标准方法构建瓦氏雅罗鱼的基因文库,只在包装反应至３０分钟时,再加一份ＢＨＢ２６９０制备物,并延长３０分钟反应时间。所得文库的成斑率大于１×１０５ｐｆｕ。已知ＡＦＰ基因常常多至４０个拷贝,故已够用。采用通用的原位分子杂交和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析进行瓦氏雅罗鱼ＡＦＰ基因同源序列的分离及其亚克隆分析。以北美黄盖鲽ＡＦＰ基因片段为探针,从瓦氏雅罗鱼ＤＮＡ文库中筛选了三个阳性克隆。图一所示为其中一个的双份膜及其复筛结果。图二为这个阳性克隆ＤＮＡ经过三种限制酶切后,同时与北美黄盖鲽ＡＦＰ基因片段和该基因０．４ＫｂｃＤＮ     

达里湖瓦氏雅罗鱼的生物学

瓦氏雅罗鱼Leuciscus waleckii (Dybowskii)是我国北方地区习见的淡水鱼类。由于它具有耐寒耐盐碱的特性,在达里湖及其它许多高寒盐碱化的湖泊里是主要的经济鱼类。1975—1978年在达里湖(位于内蒙昭乌达盟克什克腾旗境内)渔业资源调查期间,对它的生物学进行了调查研究。     

瓦氏雅罗鱼染色体组型研究

瓦氏雅罗鱼(Leuciscus waleckii)是一种适应高寒盐碱化水体生活的主要经济鱼类。用瓦氏雅罗鱼精液和鲮鱼精液混精授精所得的鲮鱼耐寒力有所提高。而对于这类喜冷鱼类细胞培养和染色体核型,迄今国内尚未见报道。为了进一步探讨和利用瓦氏雅罗鱼的耐寒性能,作者先就该鱼的染色体核型进行了分析研究。       

Frankia基因文库的构建及与根瘤菌结瘤基因区同源克隆的筛选

应用无色肽酶(Achromopeptidase)加溶菌酶系统破壁,提取分别来自色赤杨、细枝木麻黄和沙棘的3株代表性Frankia菌株的总DNA。以可在很多革兰氏阴性细菌中稳定复制和诱动转移的广谱寄主性质粒pLAFR1为载体,构建了其基因组文库。基于经EcoRI酶切后的Frankia总DNA中有与根瘤菌结瘤基因同源性的片段,以豌豆根瘤菌结瘤基因为探针,通过菌落原位杂交对文库进行了筛选,较强杂交克隆经斑点杂交复筛,初步得到了几个阳性克隆,为进一步研究Frankia的结瘤基因及有关共生固氮的其它基因奠定了基础。     

鲤鱼和草鱼基因文库的构建及其生长激素基因和肌动蛋白基因的筛选

用显微注射方法,把由小鼠重金属鳌合蛋白(MT)基因启动子驱动的人生长激素(hGH)基因导人鲤鱼等的受精卵内,由此发育而成的一部分鱼的基因组内携带有MThGH基因,这些鱼称之为"转基因鱼"1.       

瓦氏雅罗鱼生殖洄游过程中离子调节相关生理变化研究

为了解达里湖瓦氏雅罗鱼(Leuciscus waleckii)生殖洄游过程中血清离子调节相关生理变化, 对比了达里湖和贡格尔河瓦氏雅罗鱼血清离子(Na+、K+、Cl?、Ca2+和Mg2+)水平, 鳃、肠和肾组织Na+/K+-ATPase和鳃Ca2+/Mg2+-ATPase活性、血清催乳素(PRL)、生长激素(GH)和类胰岛素生长因子-1(IGF-1)水平及鳃组织结构差异; 并利用实验生态学方法, 研究达里湖中瓦氏雅罗鱼转入贡格尔河水24h后上述生理参数的响应。研究结果显示, 与达里湖未洄游的瓦氏雅罗鱼相比, 洄游到贡格尔河后其血清Na+含量显著降低(P<0.05), Cl?含量显著升高(P<0.05), 肾脏和肠组织中Na+/K+-ATPase活性显著升高(P<0.05), 而鳃组织中Na+/K+-ATPase活性无显著变化; 血清K+、Ca2+、Mg2+水平和GH、IGF-1、PRL含量无显著变化。将达里湖瓦氏雅罗鱼转入河水中24h后, 其血清Cl?含量显著升高(P<0.05)、K+含量显著降低(P<0.05), 且在鳃、肠和肾组织中Na+/K+-ATPase及鳃Ca2+/Mg2+-ATPase活性均显著升高(P<0.05), 血清PRL和IGF-1水平显著升高(P<0.05); 比较湖中和河中瓦氏雅罗鱼鳃组织形态结构, 显示湖中瓦氏雅罗鱼鳃基底膜分布着大量黏液细胞, 洄游到河水中后黏液细胞数量明显减少, 鳃基底膜上氯细胞体积增大而数量未见明显变化。本研究结果表明: 瓦氏雅罗鱼从达里湖洄游到贡格尔河后通过提高血清PRL和IGF-1水平, 进而介导鳃、肠和肾组织中Na+/K+-ATPase活性增加, 从而维持鱼体较高或稳定的血清离子水平。     

准噶尔雅罗鱼β-肌动蛋白基因启动子克隆及序列分析

利用PCR方法克隆了准噶尔雅罗鱼(Leuciscus merzbacheri)的β-actin基因启动子片段SZ21,大小是2398bp。对克隆的启动子序列进行了转录调控元件的生物信息学预测分析,同时,基于启动子中包含的开放阅读框和内含子序列,探讨了准噶尔雅罗鱼与鲤鱼(Cyprinus carpio)、草鱼(Ctenopharyngodon idella)、青鱼(Mylopharyngodon piceus)、团头鲂(Megalobrama amblycephala)、泥鳅(Misgurnus mizolepis)间的系统进化关系。结果显示,该启动子序列的3个核心启动子转录元件:CAAT-box、CArGmotif和TATA-box分别在转录起始位点(+1)上游的-89、-59、-26处,序列中还含有MEF2、SATB、CHRF、INRE、MTEN、E-box、RU49、ZBPF、CREB、Enhance region、CEBP位点等多种转录调控元件。在剪接体内含子中,剪接位点遵循GT…AG法则。启动子SZ21序列含有3个内含子和155个氨基酸。内含子1、内含子2、内含子3的系统发育分析表明,团头鲂与草鱼和青鱼的亲缘关系要比与准噶尔雅罗鱼的更近一些,这与传统分类中的亲缘关系显示不一致,其原因尚需探讨。     

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     

醇醛脱氢酶的分离纯化及其基因文库的构建和筛选

在维生素C的发酵生产过程中,普通生酮基古龙酸菌S2(Ketogulonigenium vulgare)能产生醇醛脱氢酶,将L-山梨糖转化为VC的前体2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)。通过超声波破碎菌体、硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析,QSepharose High Performance柱层析等过程,从普通生酮基古龙酸菌S2发酵液中分离纯化了醇醛脱氢酶,并用该纯化酶免疫新西兰兔制备出了合格抗血清。同时,普通生酮基古龙酸菌S2基因组DNA经Sau3AⅠ部分酶切后,与黏粒载体pKC505连接,用包装蛋白进行包装,转染大肠杆菌DH5浕,构建了基因组文库。最后应用免疫酶斑点技术(Dot-ELISA)从12000个克隆子中筛选得到一个阳性克隆K719#。通过检测该基因工程菌的活性,表明K719#具有使L-山梨糖转化为2-KLG的功能,从而使醇醛脱氢酶在大肠杆菌中获得了高效表达,这为简化VC的生产工艺奠定了基础。     

醇醛脱氢酶的分离纯化及其基因文库的构建和筛选

在维生素C的发酵生产过程中,普通生酮基古龙酸菌S₂（Ketogulonigenium vulgare)能产生醇醛脱氢酶,将L-山梨糖转化为VC的前体2-酮基-L-古龙酸（2-KLG）。通过超声波破碎菌体、硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析,Q Sepharose High Performance柱层析等过程,从普通生酮基古龙酸菌S₂发酵液中分离纯化了醇醛脱氢酶,并用该纯化酶免疫新西兰兔制备出了合格抗血清。同时,普通生酮基古龙酸菌S₂基因组DNA经Sau3AⅠ部分酶切后,与黏粒载体pKC505连接,用包装蛋白进行包装,转染大肠杆菌DH5ɑ,构建了基因组文库。最后应用免疫酶斑点技术（Dot-ELISA）从12 000个克隆子中筛选得到一个阳性克隆K719^#。通过检测该基因工程菌的活性,表明K719^#具有使L-山梨糖转化为2-KLG的功能,从而使醇醛脱氢酶在大肠杆菌中获得了高效表达,这为简化VC的生产工艺奠定了基础。     

瓦氏黄颡鱼线粒体全基因组序列分析及系统进化

鲿科鱼类种类繁多, 外形相似, 形态学分类较为困难。为了给鲿科鱼类乃至鲇形目鱼类的系统进化研究积累基础资料, 文章采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法, 利用16对引物对瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)线粒体全基因组进行扩增, PCR产物转化到质粒后测序, 最终获得线粒体基因组全序列, 其全长为16 527 bp, 包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个编码蛋白质基因和一个非编码控制区。瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)线粒体基因组结构和基因排列顺序与现已公布的鲇形目鱼类完全一致, 序列分析表明, 与鲇形目其他种属间具有较高的同源性, 与拟鲿属的同源性最高(91%)。利用鲇形目共4科6属9种及3个外群的线粒体全基因组序列, 从线粒体基因组水平探讨了鲿科鱼类及其在鲇形目的系统进化地位, 结果表明: 鲿科鱼类的瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)及越南拟鲿(Pseudobagrus tokiensis)构成一单系群; 拟鲿属与黄颡鱼属的关系较近; 黄颡鱼属中瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)与光泽黄颡鱼(P.nitidus)的关系近于黄颡鱼(P. fulvidraco)。     

粪产碱菌(Alcaligenes faecalix)基因文库的构建和nifH基因同源顺序的克隆

采用λ噬菌体置换型载体EMBL4,构建了Alcaligenes faecalis A-15 H1菌株总DNA的基因文库。用Sau3AⅠ限制酶完成部分酶切,取13—20kb大小的片段进行克隆。载体DNA经BamHⅠ和SaiⅠ完全双酶切,左右臂“退火”形成左右臂载体分子后再与外源片段连接。左右臂载体分子与外源片段按照1:1的分子比进行体外连接。用E.coli BHB2688和E.coli BHB2690制备的包装抽提物进行体外包装,所得基因文库效价测定为1.2×10~6 pfu,远远超过理论上所需的库容量。以nif H基因作为探针,经3轮噬菌斑原位杂交,从基因文库中筛选出含有其同源顺序的克隆,并得到了梯度点杂交的验证。对所得重组噬菌体克隆之一进行Southern转移杂交,结果证实,其3.5kb的EcoRⅠ酶切片段为nif H阳性杂交条带。将其克隆到质粒pUC19 DNA上后,转入受体菌JM101中。再次经Southern转移杂交,证明所得重组质粒克隆(pAFH)含有粪产碱菌中的与nifH基因有同源顺序的片段。     

美洲鲽抗冻蛋白基因的亚克隆及构建转基因鱼的表达载体

用限制性内切酶Ｐｓｔ Ｉ部分消解含有美洲鲽抗冻蛋白基因的ｐＣＴ５质粒,分离得到３２４ｂｐ的片段,将此片段亚克隆到ｐＵＣ１９质粒中,筛选到ｐＵＣ－ＡＦ重组子。从ｐＵＣ－ＡＦ重组子中,用ＢａｍＨＩ和ＨｉｒｄⅢ切下３２４ｂｐ的抗冻蛋白基因,再重组到含有ＳＶ４０病毒启动子的ｐＫＳＶ－１０的载体中,构建成转基因鱼的表达载体,此表达载何可用于鱼的基因转移的研究。     

志贺氏菌属弗氏2a染色体基因文库的构建

以λ噬菌体EMBL3作载体,用体外包装技术构建了志贺氏菌属弗氏2a染色体基因文库。该体外包装系统的包装效率达1.6×10~2pfu/μg DNA,重组噬菌体的产量达2×10~6pfu/μg DNA。对重组噬菌体进行了遗传分析,即分别对7个标记(leu,pro,his,arg,thr,purIaroA)作了测定。测得当噬菌体母液的效价为8.7×10~8pfu/ml时,带有以上标记的重组噬菌体的效价为5×10~4-8.2×10~5pfu/ml。这个令人满意的结果为尔后克隆志贺氏菌属弗氏2a染色体上的与群抗原3,4和型抗原Ⅱ有关的基因打下了基础。     

水稻叶绿体基因文库的构建和rps14基因的分离

水稻(珍汕97B)叶绿体DNA经Sau3A部分水解并从低熔点琼脂糖凝胶中回收出12—23kb大小的片段。得到的片段与λ噬菌体置换型载体EMBL3 DNA重组,采用体外包装系统构建了水稻叶绿体的基因文库。通过与探针的分子杂交,从文库中分离出含编码叶绿体核糖体小亚基蛋白质S14的基因(rps14)的克隆。     

中国海南岛人恶性疟原虫基因文库的构建及环子孢子蛋白基因的筛选

本文介绍了以噬菌体λEMBL3为载体的中国海南岛人恶性疟原虫FCC1/HN分离株基因文库的构建。所得重组体的数目为3.3×10~4pfu,其相当于构建完整基因库理论计算值的6倍。作者以人工合成的巴西株恶性疟环子孢子蛋白基因重复序列区的24-mer寡核苷酸(AATGCAAACCCAAATGCAAACCCA)作探针,进行噬斑原位杂交,筛得三株阳性克隆。对其一重组体进行酶谱分析和Southern印迹实验,环子孢子蛋白基因被定位于HindⅢ和BamHI联合降解后所得的的4kb大小的片段上。