利用一碳化合物(C1)细菌的分离及基因组文库的构建

从污水样品中筛选到能利用甲醇的菌株B,经16SrDNA测序分析鉴定为肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumo-niae)。甲醛耐受能力的测试表明该菌对甲醛具有较强耐受能力,能在含有8￣15mmol/L甲醛的LB培养基上生长。Southern杂交分析说明这菌株的基因组中有甲基营养菌6-磷酸己酮糖合成酶(HPS)和6-磷酸果糖异构酶(PHI)基因的同源序列。本研究以pUC118为载体构建了基因组文库,进一步检测结果说明所构建的基因组文库质量符合要求。     

基因组重排技术选育乙醇高产菌株

里氏木霉（Trichoderma reesei）被认为是最合适联合生物加工（consolidated bioprocessing）的微生物之一。原始里氏木霉菌株产乙醇能力太低,需要进一步提高其产酒量。我们通过基因组重排技术提高了里氏木霉菌株产乙醇能力和乙醇耐受力。首先对CICC40360菌株孢子进行NTG诱变得到正向突变菌株,再以此为出发菌株进行基因组重排。进行基因组重排后,重组菌株在含不同乙醇浓度的原生质体再生培养基上进行筛选。突变菌株和原始菌株一起做摇瓶发酵实验进行比较以确定产乙醇能力的提高。经过两轮基因组重排后,筛选获得表现最优异的重组菌S2-254。该菌株能在利用50g/l葡萄糖发酵出6.2g/l乙醇,同时能耐受3.5% （v/v）浓度乙醇。上述结果表明,本实验采用的基因组重排技术能够有效而且快速获得具有目的性状的优良菌株。     

鸟分枝杆菌中耐受表面活性物质相关基因的分离及功能鉴定

为筛选鸟分枝杆菌中耐受表面活性物质的基因并探究其相关功能,以认识鸟分枝杆菌适应肺部环境的杀(抑)菌机制,本研究构建鸟分枝杆菌基因组文库,采用生物活性水平筛选策略从基因组文库中筛选耐受十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)的克隆子,运用生物信息学分析该克隆子完整的开放阅读框及其编码蛋白的二级结构特点。将克隆子的全基因序列与pGEX-4T-3表达质粒连接后转化大肠杆菌,构建过表达目的蛋白的重组菌。检测重组菌分别在含SDS、H_2O_2、NaNO_2和GSNO条件环境下的存活率。结果表明成功构建滴度为1.18×10~4 cfu/mL的鸟分枝杆菌基因组文库,从文库中筛选到一个耐受SDS的基因MAV-4292。生物信息学分析显示,MAV-4292蛋白是一个无信号肽的跨膜蛋白,二级结构以α-螺旋为主。过表达MAV-4292重组菌在2%SDS、5 mmol/L H_2O_2、20 mmol/L NaNO_2和10 mmol/L GSNO体外条件下的存活率均比空载菌显著提高(p0.05)。结果表明,MAV-4292是鸟分枝杆菌中一个耐受表面活性物质的基因,它编码的蛋白参与了肺部表面活性物质、活性氧(reactive oxygen species, ROS)及活性氮(reaetive nitrogen species, RNS)的胁迫应答,是鸟分枝杆菌的毒力因子。     

芽孢杆菌Bacillus sp. S-1壳聚糖酶基因的克隆与序列分析

从连云港海滩晒虾蟹壳的泥土里筛选出一株产壳聚糖酶能力较高的菌株S-1,根据其形态特征、生理生化以及16S rDNA鉴定,初步认定该菌为芽孢杆菌属（Bacillus）。利用NCBI数据库中已经报道的Bacillus壳聚糖酶序列设计兼并引物,以菌株Bacillus sp. S-1的基因组DNA为模板进行聚合酶链式反应（PCR）,克隆到壳聚糖酶基因的部分序列;利用Clontech公司Universal GenomeWalker试剂盒构建该菌株的基因组步移文库,根据已测定的序列信息设计特异性引物,结合两步法PCR技术分别克隆两端未知序列,拼接获得壳聚糖酶基因的全长序列（该基因全长1362 bp编码453个氨基酸,注册号：EU924147）,并对该序列进行了生物信息学方面的分析。     

莱茵衣藻基因组文库的构建

以莱菌衣藻CC-849为材料,提取基因组DNA,利用BamHⅠ和BglⅡ对基因组DNA进行酶解,获得了可用于构建基因组文库的6-12 kb的基因组片段,并浓缩至200 ng/μL。该片段与λDNA载体连接,经噬菌体蛋白包装、侵染大肠杆菌XL1-blue后,获得了莱菌衣藻基因组文库。该文库的滴度为2.12×10~5 pfu/mL,共有转化子4.26×10~4个,插入片段的平均长度约为9kb,扩增后基因组文库滴度为9.5×10~6 pfu/mL。     

砷氧化菌株的筛选及Bosea sp.AS-1基因组分析

[目的] 对湖南省锡矿山地区的砷氧化菌株的种属进行初步鉴定,并对砷锑氧化菌株Bosea sp.AS-1（简称AS-1）进行全基因组测序和生物信息学分析。[方法] 分离砷氧化菌株,并利用16S rRNA基因测序进行菌种鉴定。在此基础上,对能够高效氧化砷的菌株AS-1进行全基因组测序,对测序数据进行基因组装和功能注释、COG、GO及KEGG聚类分析,以及次级代谢产物合成基因簇与代谢途径预测等。[结果] 湖南省锡矿山的砷氧化菌株主要分布在α-、β-、γ-变形菌纲以及厚壁菌门。菌株AS-1基因组的测序结果显示AS-1基因组包含一条大小为5.536 Mb环状染色体和两个大小分别为189.9 kb和112.1 kb的质粒。对AS-1基因组进一步分析发现该菌株的基因组中包含砷锑代谢相关基因,还有鞭毛形成、鞭毛运动及生物膜形成的基因,这些基因的存在可能与AS-1能高效耐受和氧化砷和锑的特性相关。此外,菌株AS-1中还存在部分碳固定基因和硫氧化基因,这暗示着AS-1能够进行自养生长并氧化环境中的硫元素。[结论] 菌株AS-1可以在自养条件下生长并且能够氧化Sb（III）为Sb（V）。     

一株光合细菌的分离鉴定及其净化甲醛能力的研究

目的 筛选能够高效净化甲醛的光合细菌菌株。方法 采用双层平板法,从滇池湿地公园入口处污水中分离得到1株光合细菌,将其命名为PSB2-3,对菌株进行形态学观察、生理生化特性研究、16S rDNA分子鉴定及净化甲醛能力的测定。结果 经鉴定这株光合细菌为荚膜红假单胞菌。该菌株的最适生长条件：厌氧条件,温度30℃,pH 7.0～8.0,接种量25%～30%;最适碳源和氮源分别为CH3COONa和(NH4)2SO4。在最适生长条件下,该菌株对甲醛的耐受浓度可达60 mmol/L,96 h可将其降解73.35%,64 h可将40 mmol/L的甲醛全部降解,32 h可将20 mmol/L的甲醛全部降解。结论 菌株PSB2-3对甲醛具有很高的耐受浓度及降解能力。     

北京红篓菌聚羟基烷酸合成酶基因的克隆与表达

以北京红篓菌基因组DNA为供体,pKC505 cosmid质粒为载体系统,λ噬菌体体外包装重组质粒并转染感受态细胞E.coli JM109,构建了该菌株基因组DNA文库。以聚羟基烷酸（PHA）合成酶基因通用简并引物扩增的PHA合成酶部分基因为探针,经DIG标记后利用菌落原位杂交技术对文库进行筛选,获得3个阳性克隆菌株,PCR检测证明这3个克隆具有PHA合成酶基因片段,酶活测定表明3个克隆都具有PHA合成酶及与PHA合成相关的乙酰乙酰辅酶A还原酶的活性。     

降解2,4-二氯酚微生物的分离及其2,4-二氯酚羟化酶基因的克隆和表达

从土壤中分离到一株降解2,4-二氯酚能力较强的细菌菌株GT241-1,经鉴定该菌株属于假单胞菌属。菌株GT241-1在最适条件下能在48h内将90mg/L的2,4-DCP降解91%,能利用2,4-二氯酚、2,4-二氯苯氧乙酸、苯甲酸和儿茶酚为唯一碳源生长。采用Southern杂交对2,4-二氯酚羟化酶基因（dcpA）定位后构建基因组文库,再用斑点杂交筛选目的转化子,克隆了该菌株的dcpA。序列测定得知含dcpA的亚克隆片段全长2389bp,其中dcpA基因编码区1797bp。核苷酸和氨基酸序列分析表明,dcpA与已在GenBank登记的相关基因有一定的差异。dcpA基因能够在大肠杆菌转化子中成功地表达有生物活性的酶。     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90₂3400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过...     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.