盐生盐杆菌DNA 片段RM07的-35、-10区缺失分析

RM07DNA片段分离自嗜盐古菌——盐生盐杆菌R1,该片段不仅在嗜盐古菌内具有启动子功能,而且在大肠杆菌中也具有启动子活性。序列分析表明其上确实含有细菌启动子的-35、-10保守区。进一步通过缺失分析证实该片段就是在大肠杆菌中具启动功能的DNA片段：仅含-10区而缺失-35区的RM07a片段基本上无启动活性;而含-35和-10区的0．1kb片段RM07b具有高于RM07的启动活性。研究结果还表明,RM07片段在大肠杆菌中的启动活性是受环境因素调节的,尤其是对氯化钠浓度的提高具有明显的相关性。因此RM07片段有可能成为构建双功能表达载体的新启动子资源,同时对进一步揭示古菌的融合特征及水平基因转移具有特殊意义。     

盐生盐杆菌RM07 DNA片段在大肠杆菌中的定点诱变和启动子功能分析

将来源于嗜盐古生菌——盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)基因组的RM07 DNA片段以正反两个方向分别插入大肠杆菌启动子探针载体pKK232-8携带的报告基因——氯霉素抗性基因(cat)的上游,得到RM07-cat融合的质粒pRM07-1( )和pRM07-1(-),将其分别转入大肠杆菌HB101,进而检测了不同转化子菌株的氯霉素抗性水平和细胞内氯霉素乙酰转移酶蛋白质浓度。结果表明：正向的RM07片段在真细菌(大肠杆菌)中具有启动子活性,能够驱动cat报告基因的表达;而反向的RM07片段在大肠杆菌中不具有启动子活性。对RM07片段进行了定点诱变分析,检测了特定核苷酸突变对启动子活性的影响,结果进一步精确定位了RM07片段中对在大肠杆菌中的启动子功能有重要作用的关键碱基,并且通过改造RM07片段的碱基组成成分大幅提高了其在大肠杆菌中的启动子活性。     

嗜盐古菌R1中与真核同源基因rad25启动子的序列分析和启动活性研究

在盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)R1中分析了真核同源基因rad25的转录,分析了rad25同源基因启动子片段的序列特征,用β_半乳糖苷酶基因(bgaH)为报告基因,利用启动子探针检测技术验证了rad25同源基因启动子片段在嗜盐古生菌WFD11中的启动功能;缺失分析进一步确认了rad25同源基因启动子具有嗜盐古菌启动子典型特征。从启动子和转录水平上证明盐生盐杆菌R1中真核同源基因rad25存在生物学功能,推测其可能在核苷酸切除修复(NER)起作用。     

嗜盐古菌启动子DNA片段的功能检测

将来源于嗜盐古菌染色体DNA的启动子片段RM07或RM13插入到启动子探针载体pYLZ_2的报告基因lacZ之前,通过β_半乳糖苷酶酶活性的检测,进一步确证RM07和RM13片段在大肠杆菌(Escherichia coli)中的启动功能。同时用微量热技术检测了大肠杆菌DH5α及其重组菌株在LB培养基中37℃生长过程的热输出功率。T2(pYLZ_2)、TE07(pYL726)、TE07_2(pYL702)、TE131(pYL131)和TE132(pYL132)菌株的生长速率分别比大肠杆菌DH5α降低了6.5%、11%4、1.1%4、7.5%和42.7%。当启动子启动了基因表达时,菌株的生长速率显著降低,热力学参数与酶活性检测结果有较好的一致性。微量热结果表明基因的表达比质粒DNA的复制过程需要消耗更多的能量,对细菌的生理代谢有较大改变。微量热技术为检测基因的表达和转录调控提供了新的方法和思路。     

一种基于线性DNA片段同源重组的嗜盐古菌高效基因敲除系统

随着功能基因组学研究的深入发展,基因敲除技术日益成为基因功能研究的重要手段。嗜盐古菌Haloferax volcanii易于培养,是研究古菌基因功能的良好模式菌株。虽然现已开发了多种嗜盐古菌的遗传操作系统,但基因敲除成功率不十分理想。这些遗传操作方法基于pyrE筛选标记,利用携带同源片段的环状质粒与基因组同源片段间的两次同源重组,敲除目的基因。由于基于环状质粒和pyrE筛选标记的经典同源重组敲除方法在二次重组时,普遍存在回复到野生型菌株的可能,导致二次重组子中敲除目的基因的阳性菌株比例较低。为了克服传统同源重组技术的上述缺陷,文章建立了基于线性DNA片段的同源重组技术。该方法通过一次重组在目标基因的下游引入一段上游同源片段和pyrE标记,从而限定二次重组的发生部位只能在两段上游同源片段之间,发生二次重组的重组子理论上都敲除了目标基因。利用该方法,文章成功敲除了嗜盐古菌Haloferax volcanii的xpd2基因,阳性克隆率达65%。这种线性DNA片段重组法为嗜盐古菌的基因敲除提供了一种高效策略,便于嗜盐古菌的基因改造。     

嗜盐古菌启动子的研究及应用

嗜盐古菌是古菌域的一个重要代表类群,在遗传与代谢、进化与适应、前沿生物技术及合成生物学领域都显示了其重要的研究价值。嗜盐古菌启动子的认识和利用,可以为嗜盐古菌的基础和应用研究提供必要的条件。本文从古菌启动子的结构与功能出发,就启动子的研究方法、嗜盐古菌启动子的特征及嗜盐古菌启动子的应用3个方面综述了嗜盐古菌启动子的研究现状,并对嗜盐古菌启动子未来研究的重点和方向进行了展望。     

具有真细菌基因启动子活性的盐生盐杆菌质粒DNA片段

利用大肠杆菌启动子探测质粒ｐＫＫ２３２－８为载体、用两组限制性内切酶ＢａｍＨＩ－ＳａｌＩ和ＨｉｎｄⅢ－ＳａｌＩ分别消化盐生盐杆菌Ｊ７（Ｈａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｈａｌｏｂｉｕｍ）的质粒ｐＨＨ２０５,在体外进行重组,转化Ｅ．ｃｏｌｉＨＢ１０１感受态细胞,在含氨苄青霉素和氯霉素的选择平板上筛选转化子,并从随机挑选的２０株转化子中,获得抗氯霉素水平达到１１０μｇ／ｍｌ的转化子Ｔ１和Ｔ２,所含重组质粒分别被命名为ｐＪＨ和ｐＪＢ。经限制性酶切分析及杂交分析表明,ｐＪＨ质粒上插入了一段来源于ｐＨＨ２０５质粒的ＤＮＡ片段,其大小为８００ｂｐ左右。通过重新转化实验进一步表明,该ＤＮＡ片段在大肠杆菌中具有启动子功能,从而证明,在古细菌（盐生盐杆菌）的质粒ＤＮＡ中存在具有真细菌（大肠杆菌）基因启动子活性的ＤＮＡ片段。     

盐渍海带盐中可培养嗜盐古菌多样性、胞外酶活及拮抗作用探究

盐渍海带盐是一种高盐环境,其中可能生存有嗜盐微生物,如嗜盐古菌。嗜盐古菌是一类生活于高盐环境的极端环境微生物。为了探究盐渍海带盐中嗜盐微生物的物种多样性,筛查分离了菌株的几种常见胞外功能酶活性和拮抗活性。采用纯培养技术,从盐渍海带盐样品中分离培养嗜盐微生物,并对其16S rRNA基因进行扩增和测序;基于16S rRNA基因序列的相似度分析,确定分离菌株在属级水平的分类地位;依据种属信息,挑选代表菌株,进行胞外常见功能酶活性和拮抗作用测定。从盐渍海带盐样品中分离到来自Haloarcula(盐盒菌属)、Halorubrum(盐红菌属)、Halarchaeum、Halobacterium(盐杆菌属)、Halococcus(盐球菌属)、Halolamina(盐薄片形菌属)和Haloplanus(盐扁平菌属)等7个属的131株嗜盐古菌;检测到产胞外蛋白酶菌株1株,产酯酶菌2株,产明胶酶菌7株,产氧化酶菌1株和产触菌酶5株;此外,筛选到6株具有拮抗活性的菌株,其中来自盐红菌属菌株Halorubrum sp. ZSA68较其他菌株生长快,产抑菌活性物质快,并显示出较强的抑菌活性和较广的抑菌谱,初步推...     

极端嗜盐古菌质粒pSCM201衍生穿梭表达载体的构建及应用

摘要：【目的】利用有自主知识产权的嗜盐古菌θ型复制质粒和启动子,构建在极端嗜盐古菌模式菌株西班牙盐盒菌（Haloarcula hispanica）中方便使用、功能完善的基因表达载体。【方法】以pSCM201的最小复制子为基础,通过引入莫维诺林抗性基因,大肠杆菌质粒复制子以及氨苄抗性基因,构建了一个新的嗜盐古菌-大肠杆菌穿梭载体。利用定点突变和末端补平法依次将其中多余的酶切位点去除后,再添加hsp5启动子核心序列、人工合成的多克隆位点以及蛋白纯化标签His?Tag等重要元件成功构建了嗜盐古菌表达载体pSCM307。将报告基因bgaH插入到该载体的多克隆位点中并转化H. hispanica AS2049,通过X-gal平板筛选和β-半乳糖苷酶酶活实验检测pSCM307的表达能力。【结果】pSCM307具有独立的自主复制能力,其多克隆位点方便实用,报告基因bgaH在hsp5启动子控制下实现了高效表达。【结论】成功构建了嗜盐古菌领域中第一个方便使用的基因表达载体。     

基于PHA颗粒-PhaP标签和内含肽元件的极端嗜盐古菌蛋白的表达纯化系统

【目的】建立一个基于PHA颗粒-PhaP标签的简便实用的极端嗜盐古菌蛋白表达纯化系统,并探讨嗜盐古菌内含肽在该系统优化中的应用。【方法】以嗜盐古菌-大肠杆菌穿梭载体pWL502为基本骨架,构建带有嗜盐古菌强启动子和PhaP融合标签的表达载体;在地中海富盐菌phaP缺陷株(ΔphaP)中融合表达目的基因,通过蔗糖密度梯度离心分离纯化结合于PHA颗粒上的PhaP融合蛋白;在phaP基因与多克隆位点之间引入特定的嗜盐古菌内含肽元件,尝试通过定点突变改变该内含肽的剪切活性。【结果】成功构建了以PhaP作为N端融合标签的表达载体pPM以及作为C端融合标签的载体pIP;在phaP基因簇强启动子控制下,二者均实现了目标蛋白的高效表达;通过PHA颗粒介导的蛋白分离纯化策略,实现了以PhaP为融合标签的目标蛋白的分离纯化;发现内含肽序列Hbt21在地中海富盐菌中保持了高效的剪接活性,通过定点突变其C端末位氨基酸天冬酰胺(N182)及邻位的丝氨酸(S183)失活了该内含肽的C端剪接活性。【结论】首次建立了一个基于PHA颗粒-PhaP标签的简便节约的极端嗜盐古菌蛋白表达纯化系统,并确定了嗜盐古菌型内含肽C端剪接的活性位点,为该内含肽将来应用于PhaP融合蛋白的标签去除奠定了基础。     

一个从顶头孢霉中筛选具有启动子功能的DNA片段的简便方法

利用大肠杆菌一酵母穿梭质粒pGBT9构建了一个真菌启动子捕获载体pCBT14,用这个捕获载体构建了含顶头孢霉的0．5～2．0kb片段的染色体DNA文库,并从中筛选到顶头孢霉的24个DNA片段,这些片段能够在啤酒酵母中启动Trp1基因的表达。     

苜蓿中华根瘤菌与耐盐有关DNA片段的亚克隆和测序分析

将苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)042B与耐盐有关的4kb ClaⅠ DNA片段克隆在pML122上,用HindⅢ酶切下其2.4kb DNA片段,回收后与pBBR1\|MCS2连接,然后转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α,筛选到转化子GS2〖DK〗。将残留在pML122上16kb ClaⅠ\|HindⅢ DNA片段连同质粒一起回收,让其自连,转化大肠杆菌S17-1,得到转化子GS0。以GS0为供体,042B的盐敏感突变株GZ17为受体,进行二亲本杂交,没有得到接合子。以GS2为供体,GZ17为受体,在辅助质粒pRK2013的协助下,进行三亲本杂交,筛选到接合子GG2,获得2.4kb HindⅢ与耐盐有关的DNA片段。将此片段连接到测序载体pGEM\|7Zf(+)上进行测序。测序结果表明,该24kb HindⅢ DNA片段含有3个开放阅读框(ORF)。在此基础上再一次亚克隆,获得19kb与耐盐有关的DNA片段。     

杜氏盐藻硝酸盐还原酶基因5′上游序列的克隆与功能分析

目的:克隆杜氏盐藻硝酸盐还原酶(NR)基因5′上游序列,并对其功能进行分析。方法:利用BamHI、EcoRI、HindIII、PstI、SalI、Xbal6种限制性内切酶分别酶切盐藻基因组DNA,并与接头连接,构建成盐藻基因组步行文库。采用LA-PCR方法,从上述盐藻步行基因组文库中扩增NR基因5′上游序列,测序并进行分析。为检测其表达特性,构建了该片段与GUS嵌合基因的表达载体pNR-GUS,通过电击法将所构建的重组表达载体转化盐藻,组织化学染色法观察GUS的表达。结果:从盐藻基因组步行文库中扩增出约1200bp特异片段,序列分析表明5′上游序列含有启动子的特征性序列。GUS瞬时表达染色结果显示,该DNA片段具有硝酸盐诱导和铵抑制的启动子活性。结论:所克隆的盐藻的5′上游序列可能是一种具有“开关”活性的可控性启动子。     

香蕉内生克雷伯氏菌KKWB-5强启动子片段的分离及鉴定

目的:旨在获得香蕉内生克雷伯氏菌KKWB-5的强启动子片段,以应用于香蕉内生工程菌的构建。方法: 利用以kan^r基因为报告基因的启动子探针载体pUCK在大肠杆菌Top10中克隆KKWB-5基因组DNA 的启动子片段;将筛选到的高抗Kan的质粒导入KKWB-5,分别于LB和香蕉杆浸汁培养基(BSM)平板上检测它们的抗Kan水平;选择在BSM上抗Kan水平最高的片段15,检测该片段的基因间隔区15P的启动子活性,最后以gfp为报告基因来验证片段15P的启动子活性。结果:有7个抗Kan 水平在2500μg/ml以上的Top10转化子;这7个质粒在导入KKWB-5后,它们在LB平板上的抗Kan 水平有不同程度的增加,但在BSM培养基上则大为减弱;片段15P具有启动kan^r 基因的活性,且与原片段15的抗Kan 水平相同;重组质粒pUCK-6-15Pgfp,以Top10和KKWB-5为宿主菌,在LB培养基上培养时,在荧光显微镜下均能发出绿色荧光;以KKWB-5为宿主菌,在BSM培养基上培养时,在荧光显微镜下也能发出绿色荧光。 结论:片段15不仅在Top10中具有较强的启动子活性,而且在其供体菌KKWB-5中具有更强的启动子活性,其基因间隔区15P为主要的启动子区域,在BSM培养基上也具有较好的启动子活性,该启动子片段15P可以应用于KKWB-5内生工程菌的构建。     

嗜盐古菌分类学研究进展

嗜盐古菌是一类需要高盐维持生长的古菌。到目前为止,已发现的嗜盐古菌都属于古菌域的广古菌门,主要包括:嗜盐甲烷古菌类群、嗜盐古菌纲的全部成员以及尚不能培养的纳米嗜盐古菌类群。嗜盐古菌是盐环境的土著类群,驱动着盐环境生态系统的生物地球化学循环。作为极端微生物,嗜盐古菌在理论研究和应用领域具有重要的研究价值。本文从嗜盐古菌分类学地位的变迁、分类学方法、分类学研究现状及我国的嗜盐古菌分类学研究等方面综述了嗜盐古菌分类学的最新研究进展。     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌(Archaea)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1],大多生活在极端或特殊环境,主要包括产甲烷古菌(Methanogenic Achaea)、极端嗜盐古菌(Extremely Halophilic Archaea)和极端嗜热古菌(Extremely Thermophilic Archaea)等三大类.极端古菌是极端环境微生物的重要成员,也是极端环境微生物资源开发的重要领域.其中,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素,称为嗜盐菌素(halocin).     

新疆罗布泊地区可培养嗜盐古菌多样性及其功能酶筛选

【目的】探索新疆罗布泊地区高盐环境可培养嗜盐古菌的多样性及其功能酶应用潜力。【方法】采集罗布泊地区13份土样,用纯培养并结合基于16S rRNA基因系统发育分析的方法来研究样品中嗜盐古菌的多样性。按系统进化树的聚类关系,挑选出一些菌株进行盐度耐受及淀粉酶、蛋白酶、酯酶的酶活检测。【结果】从13份土样中共分离到56株嗜盐古菌,经16S rRNA基因克隆测序,通过MEGA 4.0构建N-J树分析,56株菌分布于嗜盐古菌的10个生效发表属和5个潜在新属。运用Shannon-Wiener方法计算其多样性指数为1.820。挑选17株嗜盐古菌所测试盐浓度实验结果表明这一批嗜盐古菌的大部分生长范围在10%-35%之间,最适盐浓度在20%-25%之间。不同酶活检测结果为:淀粉酶酶活率为70.6%,蛋白酶酶活率为35.3%,酯酶酶活率为82.4%。【结论】新疆罗布泊周边地区由于气候及地理位置的独特性,蕴藏丰富的嗜盐古菌资源。本实验所设计的分离方法对嗜盐古菌的分离是极其有效的,为进一步研究新疆罗布泊及周边地区嗜盐古菌资源提供了技术基础。盐度耐受实验结果验证在低盐环境中分离嗜盐古菌新物种的可行性。同时,嗜盐古菌的酶活比率较高且活性较强为进一步开发利用嗜盐古菌资源提供了理论依据。     

苜蓿中华根瘤菌与耐盐有关的DNA片段的克隆

以耐盐的苜蓿中华根瘤菌(\%Sinorhizobium meliloti) \%042B为材料,制备其总DNA,经过限制性内切酶\%Eco\%RⅠ的部分酶解,利用电洗脱方法回收15～25kb大小的DNA片段。以碱法制备载体质粒pLAFRⅠ,用\%Eco\%RⅠ将其切成线状,然后用T\-4DNA连接酶将回收片段与线状载体连接,利用包装蛋白进行包装后,感染大肠杆菌(Escherichia coli)S17\|1,构建了042B的基因文库。以固体亚硝基胍作为诱变剂处理出发菌株,在05mol/LNaCl的条件下,从2000个菌落中筛选得到12株042B的盐敏感突变株,以其中稳定的盐敏突变株GZ17为受体菌,利用两亲本杂交将含有042B的DNA片段的pLAFRⅠ重组质粒转移到GZ17中,在含有四环素和05mol/LNaCl的基本培养基上筛选出能够耐盐的阳性克隆,获得了与耐盐有关的7kb长的DNA片段。对该片段进行亚克隆,最终获得了4kb与耐盐有关的片段。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌启动子探针载体的构建

目的：为了研究嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）启动子结构与功能。方法：以pSV-β-galactosidase质粒为骨架,通过定点突变的方法引入一个新的BstBⅠ单酶切位点,构建能在大肠杆菌（Escherichia coli）中正常复制的启动子探针载体。利用PCR的方法将A.ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段克隆到探针载体β-半乳糖苷酶基因上游以替代其原有启动子（gpt启动子）,并将重组的质粒转化E.coliDH5α菌株。通过检测宿主细胞的β-半乳糖苷酶活性,来鉴定启动子片段,并分析了启动子探针质粒载体的功能及启动子的强度。结果：pSV-β-galactosidase质粒被正确突变,成功构建了启动子探针载体pSVB。来源于A. ferrooxidans菌的启动子片段可驱动β-半乳糖苷酶基因在E.coli细胞中表达,转化子酶活性约为gpt 启动子驱动下活性的70 %。结论：启动子探针载体（pSVB）可用于A. ferrooxidans菌或者其它原核生物启动子的分离及进一步的分析研究。酶活性分析结果表明,来源于A. ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段具有显著启动子活性。     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因启动子的克隆、鉴定及其应用

利用TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced PCR)从短小芽孢杆菌基因组中扩增到碱性蛋白酶基因编码区上游的启动子片段。对该片段的序列测定和分析表明, 此片段长797 bp, 但与基因表达有关的序列长约390 bp。对启动子片段进行不同长度的缺失突变, 以获得最小的基因启动子片段, 结果表明, 该基因起始密码子上游约160 bp的DNA片段就可以启动基因的表达。将含有该片段的碱性蛋白酶基因WApQ3插入大肠杆菌-芽孢杆菌穿梭质粒载体pSUGV4中, 构建了碱性蛋白酶基因表达质粒pSUBpWApQ3。将该质粒分别转入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌中表达, 可在胞外检测到碱性蛋白酶活性, 最高酶活分别为466.5 U/mL和3060 U/mL。