脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

对荚壳伯克氏菌PG1(Burkholderia glumae PG1)基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆,构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体,实现其在防御假单胞菌Pf-5(Pseudomonas protegens Pf-5)中的异源表达,并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15A-cm-lipAB;再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1-km-lipAB和pBBR1-km-Papra-lipAB,将这两个表达载体分别电转至Pf-5中,通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子,以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活,并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB(GenBank accession number:AJK49931. 1 and AJK49932. 1);成功构建了重组工程菌Pf-5/pBBR1-km-lipAB和Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB,并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性;以LB培养基培养至24 h时,启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2. 1倍;在LB培养基摇瓶发酵至66 h时,Pf-5/pBBR1-km-lipAB的脂肪酶酶活最高且为13. 51 U/mL,而Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB的酶活为46. 85 U/mL,是Pf-5/pBBR1-km-lipAB的3. 47倍。初步实现基因lipA在Pf-5中的表达,发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高,为将来实现规模化生产奠定了技术基础。     

一株铜绿假单胞菌及其产生的鼠李糖脂特性研究

研究高效代谢表面活性剂的菌种,并对菌种和表面活性剂的理化性质进行分析。采用菌种16S rDNA序列分析对菌种进行鉴定,采用紫外光谱扫描、色谱柱层析、薄层层析、单糖分析对生物表面活性剂的种类进行鉴定,并对表面活性剂的理化性质进行研究。从油田采出水中筛选出一株高效代谢生物表面活性剂的菌株T-1,经16S rDNA鉴定为铜绿假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa)。该菌种以甘油和大豆油为碳源的培养基培养4 d后,其发酵液表面张力30.216 mN/m,EI24为100%。根据表面活性剂的红外光谱分析并结合薄层分析,可确定T-1样品中含有糖脂类物质,进一步的表面活性剂的单糖分析显示水解终产物为单一的鼠李糖,最终确定其产物为鼠李糖脂,苯酚-硫酸法测定其鼠李糖脂产率为5.2 g/L,从发酵液提取的棕黄色生物表面活性剂粗品,其表观临界胶束浓度为45 mg/L,该鼠李糖脂对环境(耐温、耐酸碱、耐盐)具有较强的适应性。该表面活性剂对恶劣环境具有较强的耐受性,可应用于微生物采油等用途。     

含血红蛋白基因(VHb)的铜绿假单胞菌重组菌的构建及鼠李糖脂表达条件的研究

将RDR（ribonucleotide diphosphate reductase）启动子驱动下的透明颤菌（Vitreoscillasp．）血红蛋白（Vitreoscilla hernoglobin,VHb）基因的表达载体pSETRDR-VHb转入铜绿假单胞（Pseudamanas aeruginosa）s301菌株中。并对其中阳性转化子AY26菌株进行了鼠李糖脂表达条件的研究。正交实验k（4。）优化培养基,最佳组分为：硫酸镁0．075％、硝酸钠0．5％、清油3mUL、酒石酸钠0．4％。在限碳培养条件下,转化子SY26鼠李糖脂产量达到12．9dL,比对照菌株S301（8．4g／L）提高150％,5L发酵罐放大实验验证,重组菌AY26的表面活性剂产量达到33．12g／L。     

9株海洋来源铜绿假单胞菌合成鼠李糖脂的比较分析

目的:从海洋来源的铜绿假单胞菌中筛选多株具有鼠李糖脂合成能力的菌株。方法:以9株分离自不同海洋环境的铜绿假单胞菌为研究对象,考察并比较其发酵合成鼠李糖脂生物表面活性剂的表面活性、产量和产物成分的差异,扩增并比对合成途径中的关键基因。结果:9株菌的发酵产物均具有表面活性,其中菌株1A01151发酵液的表面活性最强,表面张力值可降低至28 m N/m;9株菌的基因组中均含有鼠李糖脂合成途径中关键基因rhl AB和rhl C,都具有合成单、双鼠李糖脂的能力;菌株1A01151和1A00364的发酵产量最高(2.69 g/L),产物经LC-MS/MS检测,所合成的鼠李糖脂同系物组分不同,双糖双脂的含量最高(1A01151:75.96%;1A00364:61.01%)。结论:海洋来源的铜绿假单胞菌是具有鼠李糖脂高产潜力的菌株,可用于合成性能不同、组成多样的鼠李糖脂生物表面活性剂。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3所产鼠李糖脂结构及性能的影响

为研究发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3所产鼠李糖脂结构及性能的影响,从鼠李糖脂的结构组分、性能和应用效果等方面展开研究。薄层实验证明两种鼠李糖脂均含有单糖脂和双糖脂。液质分析发现以橄榄油作碳源时,鼠李糖脂中双糖脂(Rha-Rha-C5-C6:1和Rha-Rha-C8-C8:2)比例更大,约为73.09%。而地沟油作碳源时,单糖脂(Rha-C10-C10和Rha-C16-C16:2)的比例更高,约为76.91%。橄榄油和地沟油为碳源的鼠李糖脂的临界胶束浓度(CMC)分别为55 mg/L和80mg/L。相同投加量时,前者乳化性和乳化稳定性均优于后者。NY3菌降解含油污泥时,投加双糖脂含量高的鼠李糖脂会使C16-C30直链烷烃的去除率更高。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性

【背景】甘蔗黑穗病是一种主要的甘蔗病害,易造成甘蔗严重减产;鼠李糖脂是一种生物表面活性剂,可作为多种植物真菌病害的抑菌剂。【目的】研究生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性及初步的抗菌机理。【方法】采用甘蔗黑穗病冬孢子萌发试验研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子的抗菌作用。采用菌丝生长速率法和菌丝干重法对鼠李糖脂的体外抑菌试验进行检测;通过菌丝电导率的变化研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌细胞膜通透性的影响。【结果】鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌孢子萌发,其中2.0 g/L鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子萌发的抑制效果最好,抑制率达45.03%。鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌双核菌丝体、单胞菌a和单胞菌b的生长。鼠李糖脂能使甘蔗黑穗病单胞菌细胞膜透性增加,与对照相比,2.0 g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病双核菌丝体0.5min后电导率升高了约9倍,处理单胞菌a30min后电导率提高了94.23%;0.1g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病单胞菌b30min后电导率升高了54.49%,随着浓度的增加,各处理电导率升高显著。【结论】鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌有良好的抗菌作用,有望为甘蔗黑穗病的防治提供新方法。     

预水解发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3产鼠李糖脂特性及应用效能的影响研究

发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3(Pseudomonas aeruginosa NY3)产鼠李糖脂(Rhamnolipids,Rha)的特性影响较大。研究了利用废弃动物油作为发酵碳源时,其碱预水解和酶预水解对NY3菌发酵产鼠李糖脂产量、产物结构和性能的影响,从碳源水解酸值与水解产物、鼠李糖脂组分结构和实际应用效果进行了研究。碱、酶预水解实验发现,碳源酸值由初始的19.81 mg/g分别提高到72.04 mg/g和73.75 mg/g,气质联用(GC-MS)分析检测结果表明,碱、酶预水解后,碳源均释放7种C14-C18碳链的脂肪酸,鼠李糖脂产量由未预水解的8.28 g/L分别提高到15.35 g/L和17.63 g/L。液质联用(LCMS-IT-TOF)分析结果表明,用未预水解及碱、酶预水解碳源发酵时,NY3菌所产鼠李糖脂中单糖脂含量分别为62.07%、65.67%、87.32%。利用NY3菌在中试条件下处理高浓度石化企业油污泥,发现鼠李糖脂能促进NY3菌去除油污泥中的石油烃,且促进作用强弱顺序为未预水解产Rha碱预水解产Rha酶预水解产Rha。     

电喷雾质谱法检测假单胞菌BS-03产鼠李糖脂及其自由酸前体(英文)

采用电喷雾质谱法可同时检测到假单胞菌BS-03发酵液提取物中的鼠李糖脂及其自由酸前体(3-羟基葵酸单体和二聚体)。根据ESI-MS/MS的双鼠李糖脂二级质谱图显示存在强度较高的m/z为205、247的特征碎片离子峰,而单鼠李糖脂中却不存在此特征碎片离子。同时自由酸前体的主要组分为C8,C10,C8C10/C10C8,C10C10。其同分异构体与鼠李糖脂同分异构体类似,其中短链位于羟基端的组分含量高于长链在羟基端的组分。     

防御假单胞菌双突变体H78ΔrsmA/E中hmgA基因对藤黄绿菌素生物合成的抑制

【背景】防御假单胞菌(Pseudomonas protegens) H78是分离于油菜根际的一株生防菌,其能合成藤黄绿菌素(pyoluteorin,Plt)等多种广谱抗生素,H78的rsmA/E双突变体中Plt合成被完全抑制。【目的】通过转座子诱变技术,筛选H78ΔrsmA/E双突变体中重新激活Plt合成的下游调控因子。【方法】通过同源重组的方法在pltL基因下游插入红色荧光蛋白(redfluorescentprotein,RFP)基因来指示Plt操纵子表达的激活情况;利用转座子随机插入突变、半随机PCR技术筛选并定位目标基因;通过基因回补等方法进一步验证基因功能。【结果】从约2万株H78ΔrsmA/E的转座子突变体中筛选到一株高产Plt和某种黑色素的菌株,并确定其插入位点为hmgA基因,hmgA基因回补能重新抑制H78ΔrsmA/E的Plt合成。【结论】假单胞菌双突变体H78ΔrsmA/E中hmgA基因对Plt的合成存在强烈抑制作用,是潜在的RsmA/E下游调控基因。本研究为进一步阐明Plt合成的调控机制与网络及通过基因工程提高Plt产量奠定了基础。     

Production of Rhamnolipid Biosurfactant by Fed-batch Culture of Pseudomonas aeruginosa Using Glucose as a Sole Carbon Source

The pH-stat fed-batch culture of Pseudomonas aeruginosa YPJ-80 was done to produce a rhamnolipid biosurfactant. With glucose as the sole carbon source, the final concentrations of cells and rhamnolipid biosurfactant obtained in 25 h were 25 g cell dry weight/l and 4.4 g/l, respectively.     

假单胞菌H78中全局调控蛋白Crc对Plt生物合成及其基因表达的调控

【目的】研究Pseudomonas protegens H78中全局调控蛋白Crc对藤黄绿菌素(Pyoluteorin,Plt)生物合成及其基因表达的调控。【方法】通过同源重组方法无痕敲除crc基因,并将H78Δcrc突变株与H78野生株在KMB培养基中发酵测定Plt产量;采用lac Z报告分析研究Crc对plt合成基因表达的调控。【结果】突变株H78Δcrc的Plt产量显著下降;Crc在整体水平、转录水平及转录后水平均正调控plt合成基因的表达。【结论】全局调控因子Crc对Plt合成及基因表达表现为正调控作用。     

Two polyurethanases PueA and PueB are major extracellular lipases partly secreted by the mediation of their cognate ABC exporter AprDEF in Pseudomonas protegens Pf-5

Two polyurethanases PueA and PueB from Pseudomonas protegens Pf-5 have been reported to have hydrolytic activity against synthetic p-nitrophenyl palmitate of lipase substrate, and PueA may play a more effective role in this activity. However, it is still unknown whether PueA and PueB play similar parts in the lipase activity against natural acylglycerols and achieve the extracellular secretion via their cognate ABC exporter AprDEF. In this study, we investigated these questions through the construction of four markerless deletion mutants in Pf5139 (Δupp derivative of Pf-5), two heterologous co-expression strains and their three control strains in lipase-free Escherichia coli BL21(DE3), and detected their lipase activities by the tributyrin plate assay and the liquid culture assay. The results showed that PueA and PueB, classified as subfamily I.3 lipases, are major extracellular lipases involved in the uptake of oil in Pf-5, and PueA plays a leading role in extracellular lipase activity. In addition, the extracellular secretion of PueA and PueB can be partly mediated via AprDEF in Pf-5 and BL21(DE3). Finally, PueA and PueB are also able to achieve the extracellular secretion without the assistance of AprDEF in Pf-5 and BL21(DE3).     

Characterization of methyl-accepting chemotaxis proteins (MCPs) for amino acids in plant-growth-promoting rhizobacterium Pseudomonas protegens CHA0 and enhancement of amino acid chemotaxis by MCP genes overexpression

ABSTRACT

Pseudomonas protegens CHA0, known as plant-growth-promoting rhizobacterium, showed positive chemotactic responses toward proteinaceous L-amino acids. Genomic analysis revealed that P. protegens CHA0 possesses four putative chemoreceptors for amino acids (designated CtaA, CtaB, CtaC, and CtaD, respectively). Pseudomonas aeruginosa PCT2, a mutant defective in chemotaxis to amino acids, harboring a plasmid containing each of ctaA, ctaB, ctaC, and ctaD showed chemotactic responses to 20, 4, 4, and 11 types of amino acids, respectively. To enhance chemotaxis toward amino acids, we introduced the plasmids containing ctaA, ctaB, ctaC, or ctaD into P. protegens CHA0. By overexpression of the genes, we succeeded in enhancing chemotaxis toward more than half of the tested ligands. However, unexpectedly, the P. protegens CHA0 transformants showed unchanged or decreased responses to some amino acids when compared to wild-type CHA0. We speculate that alternation of expression of a chemoreceptor may affect the abundance of other chemoreceptors.     

Sterptomyces rochei4089的L基因阻断变株的构建及功能研究

运用同源重组技术破坏了一株格尔德霉素产生菌Sterptomyces rochei 4089的L基因,该基因编码氧化还原酶.以Sterptomyces rochei 4089基因组总DNA为模板,PCR扩增AHBA-KLM基因簇,采取Red/ET重组技术,构建L基因阻断质粒pKC1139-KLM-KmR.采用大肠杆菌与链霉菌的结合转移将阻断质粒含AHBA-KLM基因簇和Kan表达单元的3.0 kb线性片段转化Sterptomyces rochei 4089菌株,在卡纳霉素的平板上筛选卡纳霉素抗性转化子,经PCR检测分离到L基因阻断突变菌株.对原、变株的发酵液进行TLC和HPLC分析显示,Sterptomyces rochei 4089基因组中的L基因失活后,导致该菌株不能合成安莎类抗生素格尔德霉素.通过阻断L基因,为筛查这类放线菌产生安莎类抗生素提供了明确的组分指示作用.     

不同启动子调控转GhCDPK1基因烟草的抗逆性研究

为探究不同启动子对陆地棉GhCDPK1基因抗逆功能的影响,该研究克隆了长度为824bp和1 524bp的2个拟南芥RD29A的启动子序列,分别构建了35S启动子和2个RD29A启动子驱动的GhCDPK1融合表达载体,并利用农杆菌介导法转化烟草,分析了其驱动的转GhCDPK1基因烟草,在逆境胁迫处理后的表型变化,叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及细胞膜透性的生理变化。结果显示:RD29A启动子驱动的转GhCDPK1基因烟草,比35S启动子驱动表现出更强的耐逆性,其叶绿素含量、脯氨酸含量以及POD、SOD活性都高于35S启动子,而MDA含量与细胞膜的通透性低于35S启动子,且1 524bp的RD29A2启动子片段驱动转GhCDPK1基因烟草的耐胁迫能力比824bp启动子片段更强。     

Red/ET同源重组技术及其在微生物基因组挖掘中的应用进展

Red/ET同源重组技术(Red/ET recombineering)是由来源于大肠杆菌λ噬菌体的蛋白对Redα/Redβ或来源于Rac原噬菌体的蛋白对Rec E/Rec T所介导的基于短同源臂(40–50 bp)的同源重组技术,能对宿主DNA序列进行快速、高效、精确的修饰和操作。本文主要综述了2010年以来Red/ET同源重组技术在大肠杆菌及其他细菌中的研究进展,同时简要介绍了该技术在微生物基因组挖掘,尤其是在微生物基因簇的异源表达领域的应用进展。     

Red体内同源重组介导的egfp、kan基因融合和重组质粒构建

重组工程是近年来建立的一种基于高效率体内同源重组的新型遗传工程技术,可应用于靶DNA序列的敲入、敲除和基因克隆等。在应用重组工程技术进行基因亚克隆时发现,体外重叠PCR法难以获得高质量的目的DNA打靶片段,严重影响重组效率。为了解决上述问题,根据Red重组酶介导的体内同源重组工作原理进行了技术改进。先用PCR方法合成egfp和kan两条末端互补的线性DNA片段,然后将其电击共转化进入携带Red重组酶和pcDNA3．1载体DNA的大肠杆菌DY331菌株内,经体内同源重组直接产生的pcDNA3.1—egfp-kan环状重组质粒DNA分子可通过抗生素标记筛选获得,阳性率可达到45％。瞬时转染pcDNA3．1-egfp-kan可获得绿色荧光蛋白在293细胞中的表达。     

嗜麦芽假单胞菌酪氨酸酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

酪氨酸酶基因（ｍｅｌ）编码的酪氨酸酶是合成黑色素的关键酶。用鸟枪法分离嗜麦芽假单胞菌的ｍｅｌ基因：以ｐＵＣ１８为载体,Ｅ．ｃｏｌｉ ＨＢ１０１为受体菌,在加有一定量的Ａｍｐ和Ｌ－ｔｙｒ的酪素平板上筛选到分泌可溶性黑色素的转化子,所含重组质粒ｐＷＳＹ约７００ｂｐ的外源ＤＮＡ片段上携有ｍｅｌ基因,该片段无ＢａｍＨＩ、ＨｉｎｄＩＩＩ、ＥｃｏＲＩ、ＢｃｌＩ等酶的识别位点。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证实此片段确实