农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化及高效筛选聚苹果酸高产菌株

建立根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法及T-DNA突变库,高效筛选聚苹果酸高产菌株及功能基因。通过含潮霉素和草铵磷抗性基因的农杆菌转化出芽短梗霉,抗性压力筛选及PCR验证建立根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法,结合发酵液p H与聚苹果酸含量响应变化,微孔板高效筛选高产聚苹果酸的T-DNA插入突变株,基因组步移确定T-DNA插入位点及功能基因。结果获得遗传稳定的抗性基因菌株,每107个细胞可获得80-120个转化子,出芽短梗霉H27号T-DNA突变株聚苹果酸摇瓶发酵产量提高24.5%,基因组步移证实糖酵解途径磷酸甘油酸变位酶基因被破坏。成功建立了根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法和T-DNA插入突变库,结合高效筛选方法为聚苹果酸合成功能基因挖掘及高产机制解析奠定基础。     

农杆菌介导的红曲菌T-DNA插入突变库的构建及色素突变子的性质分析

以农杆菌EHA105为介导,将带有潮霉素抗性基因和gus基因的T-DNA片段转化到红色红曲菌(Monascusruber)中。通过转化条件的优化,成功构建了含有5132个转化子的T-DNA插入突变库。根据菌落颜色与色素分泌情况筛选到50株色素突变子,聚合酶链式反应(PCR)表明上述突变子均有T-DNA片段插入。经5代的继代培养后,94%的突变子具有稳定性(潮霉素抗性)。对突变子产色素和桔霉素能力的分析表明其分泌次生代谢产物的能力发生了较大变化。本方法的建立,为进一步深入研究红曲菌的代谢调节和基因功能奠定了基础。     

灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）基因组中T-DNA整合模式分析

摘要：【目的】研究灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）基因组中T-DNA插入位点的整合模式特征。【方法】利用农杆菌（Agrobactirium tumfacience）介导法构建灰葡萄孢菌T-DNA插入突变体库。利用热不对称交错PCR（TAIL-PCR）技术对转化子中T-DNA的旁侧序列进行扩增和克隆,对获得的旁侧序列进行比对分析。【结果】T-DNA插入在灰葡萄孢菌基因组非编码区的占69%,插入在外显子的占30%。T-DNA在插入的过程中发生了碱基缺失、增加等重组现象,其中左边界（left border,LB）整合到基因组碱基缺失较少,有的保持完整,而右边界（right border,RB）及其近邻的T-DNA区域缺失碱基较多。T-DNA的插入位点还发现有额外的序列插入。【结论】对灰葡萄孢菌中插入T-DNA的整合模式的分析为开展该菌的功能基因组学奠定了基础。     

农杆菌介导的灰葡萄孢T-DNA插入突变体库构建及插入位点分析

【目的】利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)进行转化,构建T-DNA插入突变体库,为从分子水平上认识灰葡萄孢的致病机制打下基础。【方法】以含有pCAMBIA 1390双元载体的农杆菌对灰葡萄孢进行转化,利用潮霉素进行筛选。对抗性稳定的转化子进行生物学和形态学观察,采用离体番茄叶片进行致病性测定。利用TAIL-PCR技术对突变体中T-DNA的旁侧序列进行克隆。【结果】得到了一些突变体,表现为生长速率减缓、产孢能力下降、致病力减弱等。克隆并分析了其中一个突变体中T-DNA插入的位置和旁侧序列。【结论】本实验建立了农杆菌介导的灰葡萄孢转化体系,构建了T-DNA插入的灰葡萄孢突变体库。用TAIL-PCR进行突变体中T-DNA旁侧序列的分析是可行的。     

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。     

农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化

【目的】将农杆菌介导的转化应用于重要的工厂化栽培食用菌斑玉蕈中,建立稳定的农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化技术。【方法】将构建的双元载体pYN6982转入农杆菌LBA4404菌株中,以斑玉蕈SIEF3133菌株打碎的双核菌丝为受体材料,利用根癌农杆菌介导的转化方法进行斑玉蕈转化试验。【结果】经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定以及有丝分裂稳定性试验验证,表明潮霉素磷酸转移酶基因(hph)已经整合到斑玉蕈的基因组中;转基因斑玉蕈菌丝在荧光显微镜下可以观测到绿色荧光,表明增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)已经在转基因斑玉蕈菌株中获得了表达;通过PCR检测,随机挑选的8个转基因斑玉蕈菌株中有2个可以扩增出载体转移DNA(T-DNA)边界重复序列外的卡那霉素基因(kan)序列。【结论】获得了稳定遗传和表达的斑玉蕈转基因菌株,建立了农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化方法。农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化中,存在载体T-DNA边界重复序列之外的DNA序列转移到转基因斑玉蕈中的现象,有待进一步研究。     

黑曲霉糖化酶基因启动子区的克隆及其功能测定

利用PCR技术,以黑曲霉糖化酶高产株T21的基因组DNA为模板合成了糖化酶基因5＇端上游850bp的非编码区,并作了序列测定。将该合成片段与细菌潮霉素磷酸转移酶结构基因融合建成表达质粒,转化黑曲霉,获得了高潮霉素抗性转化子,证实该合成片段具有丝状真菌启动子功能。抗性转化子的Southern分析表明,潮霉素磷酸转移酶基因已整合到受体黑曲霉的基因组DNA中。     

强启动子glaA介导cbhB基因在黑曲霉中的表达

黑曲霉纤维素酶三类不同酶系中,纤维二糖水解酶基因表达处于很低水平,导致纤维素酶总体活力水平不高。为构建黑曲霉纤维素酶高产菌株,采用基因工程方法,全基因合成拼接黑曲霉高表达葡萄糖淀粉酶基因glaA的强启动子片段与纤维二糖水解酶基因cbhB编码区片段,然后将杂合基因克隆到二元载体pCAMBIA1301上,重组质粒通过农杆菌介导转化黑曲霉分生孢子,携带杂合基因的T-DNA片段插入到黑曲霉转化子的染色体上,共筛选到48个具有潮霉素抗性的转化子。纤维素酶活力水平测定结果显示,转化子A3-9的CMC酶活力最高,为野生型黑曲霉菌株的1.31倍;转化子B1-7与A3-6的滤纸酶活力最高,为野生型黑曲霉菌株2.51倍。另外,初步分析了杂合基因在黑曲霉中的表达所需的诱导条件。     

高通量测序检测金针菇RNAi转化子插入位点及拷贝数

本研究对金针菇Flammulina velutipes的一个RNAi转化子菌株1382R3进行了高通量测序,以本实验室先前获得的野生型W23基因组数据为参考,分析了该转化子的基因插入位点以及拷贝数。转化子菌株1382R3是通过农杆菌介导将fv-hmg1-RNAi载体转化至金针菇菌株并通过PCR检测筛选标记而得到。通过BLAST将转化子测序的reads对外源载体和基因组定位,找到具有基因组序列（GS）和外源载体序列（ES）两种序列的临界reads,并据此使用PERL语言程序成功在转化子1382R3菌株中找到两个插入位点。对两个插入位置的序列分析表明：在插入位点1,T-DNA片段部分插入;在插入位点2,T-DNA全部插入到基因组。两个插入位点都对基因组内源基因的表达造成了一定的干扰。此方法拓宽了高通量测序技术的应用范围,将其运用到遗传转化插入位置和拷贝数的研究中,有利于食用菌的功能基因组及基因工程研究。     

橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA插入突变体库构建及其致病缺陷转化子筛选

【目的】进一步研究橡胶树胶孢炭疽菌致病分子机理。【方法】通过含ILV1基因(具氯嘧磺隆抗性)的pSULF.gfp双元载体农杆菌AGL-1介导进行橡胶树胶孢炭疽菌遗传转化,利用氯嘧磺隆抗性标记筛选转化子,对转化子PCR验证及荧光显微观察;采用离体古铜期橡胶树叶无伤接种法进行致病性缺陷转化子筛选,并对转化子进行遗传稳定性检测。【结果】获得含3 721个转化子的T-DNA插入突变体库,转化效率为150 400个转化子/106孢子,从3 721个转化子中筛选得到致病性缺陷转化子25个;随机选取20个转化子进行遗传稳定性测定,在不含氯嘧磺隆PDA平板上继代培养10次后仍保持氯嘧磺隆抗性,且表型稳定,表明插入外源基因能够稳定遗传。【结论】可以利用根癌农杆菌介导橡胶孢炭疽菌转化,构建橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA插入突变体库,筛选致病缺陷突变菌,为进一步研究该菌致病相关基因提供材料。     

根癌农杆菌介导的轮枝镰孢菌遗传转化及T-DNA插入突变体的筛选

建立并优化了农杆菌介导转化轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides获得T-DNA插入突变体的体系,在镰孢菌孢子浓度106个/mL、农杆菌OD600=0.15-0.20、乙酰丁香酮浓度为200μmol/mL的条件下共培养36h转化率最高,可达60-120个/106个孢子。共获得转化子1000多个,连续转接5代能够稳定遗传。PCR验证潮霉素B抗性基因已整合进转化子基因组DNA中,部分转化子表现为生长和形态异常。该转化体系的建立为研究该菌的致病机制和功能基因分析奠定了基础。     

根癌农杆菌介导的黑曲霉遗传转化体系的建立及优化

基于根癌农杆菌介导的遗传转化方法的独特优点,研究黑曲霉转化过程中各主要影响因素,建立高效的黑曲霉遗传转化方法。构建双元载体pBI-hph,通过电转导入农杆菌LBA4404中,以黑曲霉TCCC41056为受体菌株,利用潮霉素B基因作为筛选标记,对影响转化效率的孢子悬液的新鲜程度及浓度、农杆菌菌液浓度、共培养时间、共培养温度这五个条件进行分析,建立根癌农杆菌介导的黑曲霉遗传转化体系。实验结果表明,上述条件对黑曲霉的转化效率有较大的影响,通过优化,黑曲霉转化效率可达83个转化子/10⁷分生孢子;整合到黑曲霉基因组的外源基因可以稳定遗传,在转接10代后遗传性能仍保持稳定,并在众多转化子中筛选得到了糖化酶活力提高18%的黑曲霉突变株。根癌农杆菌介导的黑曲霉转化体系的建立,为进一步研究黑曲霉的功能基因以及开发黑曲霉表达系统提供了有力的手段。     

根癌农杆菌介导的哈茨木霉菌遗传转化的研究

利用根癌农杆菌EHA105进行了哈茨木霉Th-33的转化,在优化的转化条件下,EHA105对木霉菌的转化效率约45-100个转化子/106个孢子。本实验室利用该方法已建立了含4000多个转化子的木霉T-DNA插入突变体库。随机挑选24个转化子进行遗传稳定性分析,结果显示转化子经过5代无选择压力连续转接后都能在选择平板上正常生长;潮霉素抗性基因的PCR扩增和Southern blot杂交分析表明,木霉转化子含有该基因,Southern blot杂交进一步表明转化子多为单拷贝随机插入。该转化体系的改进将有利于木霉菌生防功能基因的克隆和作用机制的研究。     

根癌农杆菌介导的日本曲霉转化体系的建立

【目的】通过根癌农杆菌介导的方法构建日本曲霉转化子库,从而筛选出高产甘没氧化酶的日本曲霉突变菌株。【方法】本文通过三亲杂交的方法将双元载体pBI-hphII转移至根癌农杆菌EHA105中并作为侵染菌株,以日本曲霉As5999为受体菌株,建立了农杆菌介导的日本曲霉转化体系,构建了突变体库,并对影响转化效率的根癌农杆菌浓度,乙酰丁香酮(As)加入与否,共培养时间,共培养温度等因素进行了分析。【结果】对转化子的PCR检测和Southern杂交分析表明,T-DNA已整合进日本曲霉基因组中,随机挑选的9个转化子连续转接10代后均能稳定遗传。【结论】该转化体系的建立为筛选出高产甘油氧化酶的日本曲霉突变菌株奠定了基础。     

Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation as a tool for insertional mutagenesis in medicinal fungus Cordyceps militaris

Cordyceps militaris is an insect-born fungus with various biological and pharmacological activities. The mutant library of C. militaris was constructed by improved Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT), for the ultimate identification of genes involved in isolate degeneration during fruiting body production. Successful transformation of C.?militaris JM4 by A. tumefaciens AGL-1 carrying vector pATMT1 was performed, with efficiency in the range of 30-600 transformants per 1×10(5) conidia. Acetosyringone (AS) supplement in C. militaris ATMT was not necessary during either precultivation or cocultivation. The transformation procedure was optimised based on the ratios between donor A. tumefaciens and recipient conidia, and pH value of cocultivation media. The integration of the hyg gene into C. militaris genome was determined by PCR and Southern blot analysis, suggesting that 67-88% resulting transformants in cultivation conditions with or without AS were inserted by T-DNA and 55-80% were single-copy. Special mutants with altered phenotypes and growth potentials were characterised. The efficient TAIL-PCR approach was established for identifying T-DNA flanking sequences from C. militaris mutants. The successful construction of the mutant library indicated the usefulness of this approach for functional genetic analysis in this important fungus.     

根癌农杆菌介导转化红曲菌及转化子发酵性能的研究

利用根癌农杆菌介导转化技术成功将潮霉素抗性基因转入发白红曲菌中,优化了抗生素浓度,发白红曲菌孢子浓度,根癌农杆菌浓度,共培养温度及时间,以及乙酰丁香酮浓度等转化条件,最终转化效率可达52个转化子/105个红曲孢子.将转化子在含有潮霉素B的培养基继代培养5代,得到了多株稳定的转化子,对部分转化子进行PCR鉴定,结果进一步...     

棉花枯萎病菌突变体库的构建及分析

[背景]棉花枯萎病逐渐成为威胁新疆海岛棉产业发展的主要病害,但关于棉花枯萎病菌的致病力、产孢量、生长速度及颜色变化等相关功能基因目前还不是十分明确.[目的]通过构建绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记棉花枯萎病菌突变体库,筛选出由于T-DNA的随机插入而导致性状发生变异的突变体...     

Transformation of Coniothyrium minitans, a parasite of Sclerotinia sclerotiorum, with Agrobacterium tumefaciens

Coniothyrium minitans is a potential biological control agent of the plant pathogenic fungus Sclerotinia sclerotiorum. In this research, T-DNA insertional transformation of strain ZS-1 of C. minitans mediated by Agrobacterium tumefaciens was obtained, with optimization of spore maturity for transformation. After confirmation by PCR, transformants were subjected to Southern blot analysis, and results showed that more than 82.7% of transformants had single T-DNA insertions, and 12.1% of transformants had two copies T-DNA insertions. The genomic DNA segments of transformants flanking the T-DNA could be amplified from both borders with TAIL-PCR. Four types of mutants were screened and identified from the T-DNA insertional library, which comprised sporulation deficient mutants, pathogenicity deficient mutants, pigment change mutants and antibiotic deficient mutant, and some of the mutants were described; the number and frequency of each type of mutant from the library were calculated, and the frequency of each type is 3.27 x 10(-3), 1.0 x 10(-4), 1.4 x 10(-4), 2.5 x 10(-4), respectively. The successful creation of the T-DNA insertional transformation library may help us to unravel the interaction between a parasite and its host at a molecular level, to clarify the differentiation and development of this fungus, and to analyze and clone functional genes from the biocontrol microorganism in tripartite associations.