同源重组法构建枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变菌株

采用同源重组法高效构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株。以大肠杆菌(E.coliDH5α)质粒pBlUSKM为框架,构建出基于枯草杆菌(B.S104)tkt基因位点的整合载体pb-Trs-n,将此载体重组到Bacillus subtilis104中,从新霉素抗性平板上挑取转化子,整合载体pb-Trs-n的测序结果与Kunst.F报道的tkt基因高度同源(98.9%)。同源重组后,B.S104染色体上的tkt基因(2 004bp)部分与载体pb-Trs-n的neo基因(1 197bp)发生了同源交换,确定了该转化子为枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变株(tkt-,neo),该方法构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株是可行的,为D-核糖工程菌的研究奠定了基础。     

炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株构建

【目的】构建炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株, 为研究eag基因的功能奠定了基础。【方法】本研究以我国人用炭疽杆菌活疫苗A16R株中eag基因为目的缺失基因,根据炭疽芽孢杆菌Ames株基因组序列,利用软件设计了扩增上下游同源臂以及抗性基因引物,构建了重组质粒,将该重组质粒电击转入炭疽杆菌A16R感受态细胞中,利用同源重组原理筛选到炭疽杆菌A16R株eag基因缺失突变株。在分子水平及蛋白质组学方面对基因缺失突变株进行验证。【结果】成功构建了重组质粒,经同源重组后获得eag基因缺失突变株。PCR鉴定表明目的基因已经丢失;SDS PAGE表明野生株与突变株在93 KDa处有差异蛋白条带,经质谱鉴定分析该条带为目的基因所表达的EA1蛋白;双向电泳结果显示突变株与野生株比较明显缺失3个蛋白点,经质谱分析后确定这3个点都是EA1蛋白。【结论】成功获得炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株,为深入研究eag基因的功能奠定了基础,同时也为炭疽芽孢杆菌重要基因功能的研究建立了一个良好的技术平台。     

蜡样芽孢杆菌ATCC14579毒力基因plcR缺失株的构建及其一般特性

蜡样芽孢杆菌是土壤中的优势菌,具有作为益生菌的潜在能力,同时它也是条件致病菌,能引起食物中毒等。蜡样芽孢杆菌的多种毒力因子受到多效性调控子(pleiotropic regulator,plcR)的调控,在其条件致病性作用中起着重要作用。真养产碱杆菌JMP34(Alcaligenes eutrophus)质粒上的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)单加氧酶(tfdA)基因可以降解2,4-D。本研究利用同源重组技术使tfdA基因置换掉蜡样芽孢杆菌的plcR基因,构建了蜡样芽孢杆菌ATCC14579突变株B.cereus△plcRΩtf-dA,并对其毒性、一般生理生化特性进行分析。研究结果表明,突变株B.cereus△plcRΩtfdA的毒性显著减弱;生理生化实验结果显示突变株与野生株并没有明显区别,且突变株并没有表现出tfdA酶活性。所有的结果表明plcR控制着蜡样芽孢杆菌ATCC14579的致病性,同时剔除plcR并不破坏其酶系统。本研究为今后构建蜡样芽孢杆菌工程菌提供了新的思路和依据。     

枯草芽孢杆菌抗药性突变株的筛选

从土样中分离出枯草杆菌,采用梯度平板法,利用链霉素,氯霉素,红霉素,四环素四种抗生素,对自然界中和经过紫外线诱变的菌株进行了抗药性突变株的筛选,我们发现分离出自然状态下的枯草杆菌没有抗药性,而经过紫外线诱变后,能够筛选出对链霉素具有抗药性的菌株.     

构建胸膜肺炎放线杆菌apxIC基因插入突变株

目的：构建胸膜肺炎放线杆菌（APP）apxIC基因插入突变菌株,以鉴定ApxⅠ毒素的生物学特性。方法：根据apxⅠ核酸序列（U05042）设计1对引物,用于自APP血清10型参考菌株（D13039）基因组DNA中扩增apxIC基因及其上下游约2．8kb的基因片段,经克隆测序后在apxIC基因下游xbI酶切位点处插入约0．9kb的氯霉素（Chl）抗性基因表达盒,构建用于转化的转移载体pUIC-Chl^r,将转移载体DNA经电转化导入APP血清10型参考菌株中进行同源重组,以获得突变菌株。结果：在含有氯霉素的培养基中经筛选获得2株丧失溶血活性的突变菌株（D13039C-Chl^r）;利用PCR和Southern blot对突变菌株鉴定,显示氯霉素抗性基因已被插入细菌基因组中。结论：利用电转化和同源重组技术构建成功APP apxIC基因插入突变菌株,为分析ApxⅠ毒素的生物学特性,进而研制APP基因工程减毒活疫苗奠定了基础。     

炭疽芽胞杆菌mntA基因缺失突变株的构建及鉴定

目的:通过同源重组的方法敲除炭疽芽胞杆菌减毒AP422株的mntA基因,使菌株进一步减毒,用于构建新的疫苗候选株。方法:利用PCR方法扩增mntA基因上下游同源臂后与温敏质粒连接,构建打靶载体,并转化炭疽芽胞杆菌减毒AP422株;利用抗生素和温度2种选择压力实现同源重组,敲除目标基因mntA,然后利用Cre-LoxP系统去除抗性筛选标记,得到无抗性标记的缺失突变株,并利用PCR和Western印迹等方法对重组菌进行系统鉴定,最后分析突变株的生物学性状。结果:敲除了AP422株的mntA基因,获得了无抗性标记的缺失突变株,突变株的生存竞争能力比原始菌株明显减弱。结论:突变株获得了进一步减毒,可用于构建新的疫苗候选株。     

炭疽芽胞杆菌A16D2株BA2380基因缺失突变株的构建

本课题组早期研究结果表明,炭疽芽胞杆菌BA2380蛋白可能与炭疽芽胞杆菌毒力有关,因而有必要对其功能进行深入研究。选取炭疽芽胞杆菌A16D2株为出发菌株,以其BA2380基因为目的缺失基因,参照A16D2株基因组序列及质粒pSET4s序列,利用软件设计上下游同源臂及抗性基因引物,用本实验室改造的“Golden Gate”克隆方法将3个片段同时连入温敏型穿梭载体pKMBK中(本实验室构建的受体质粒),从而构建基因打靶质粒。将该基因打靶质粒导入炭疽芽胞杆菌A16D2感受态细胞中,利用同源重组原理,筛选获得炭疽芽胞杆菌A16D2 BA2380基因缺失突变株,并对其进行验证。结果验证了本课题组构建的“Golden Gate”克隆体系进行多片段克隆的高效性,也为后续探索其基因功能奠定了基础。     

长臂同源多聚酶链反应法构建变形链球菌comD基因同源重组DNA片段

目的构建变形链球菌UAl59密度感应相关的comD基因同源重组DNA片段,为利用同源重组原理构建基因功能丧失菌株做准备。方法通过NCBI基因数据库获取变形链球菌的DNA序列,利用聚合酶链反应技术分别扩增变形链球菌UA159comD基因上、下游片段及抗红霉素基因片段,再通过长臂同源多聚酶链反应将这3个片段连接起来,形成同源重组DNA片段。结果经过PCR反应和琼脂电泳分析,得到了一个碱基数为3个单片段总和的连接片段,测序结果显示连接片段为预期的comD同源重组片段。结论成功构建了变形链球菌UA159comD基因同源重组DNA片段,可直接用于细菌转化构建comD基因缺陷菌株。     

植物基因同源重组研究现状

同源重组是普遍存在的生物学现象,从噬菌体、细菌到真核生物均有存在。它对生物的遗传与变异具有重大影响,一直是生物学家研究的热点。本文从染色体外同源重组、染色体内同源重组以及基因打靶三个方面综述了同源重组在植物方面的研究现状。从分子水平上较详尽的介绍了同源重组发生的机制以及同源重组在生物领域的应用、前景展望及其存在的局限性。     

同源重组法制备口蹄疫病毒多基因重组腺病毒

通过细菌内同源重组的方法成功构建了含有O型口蹄疫病毒P1-2A和3C蛋白酶基因和3D基因的重组腺病毒表达载体.首先将P1-2A、3C和3D基因亚克隆连接到穿梭质粒pShuttle-CMV上,再将重组穿梭质粒用PmeI线性化后电转化携带有腺病毒骨架载体pAdeasy-1的大肠杆菌BJ5183感受态菌,经细菌内同源重组产生pAdcmv-p12x3c和pAdcmv-p12x3cd重组腺病毒质粒,经序列测定证实目的基因已正确的插入到腺病毒骨架载体中.重组腺病毒质粒经PacI线性化后转染HEK293细胞,转染1w内细胞出现典型病变.取转染细胞裂解液上清连续传代至第4代时,细胞于24~48h内即病变完全,收取接毒后24h细胞进行PCR和RT-PCR检测,表明目的基因已整合到腺病毒基因组内,且在mRNA水平上有表达.取第4、6、8和10代病毒,用蛋白酶K处理后可扩增出目的基因,证明此重组病毒可稳定存在.本研究为FMDV腺病毒活载体疫苗的研究奠定了基础.     

外源木聚糖酶在枯草芽胞杆菌中信号肽筛选

[目的]本试验旨在筛选引导表达外源木聚糖酶基因高效分泌的信号肽,为枯草芽胞杆菌木聚糖酶高效分泌表达系统提供元件.[方法]构建信号肽筛选载体,载体是以含壮观霉素抗性基因的大肠-枯草穿梭载体为基本骨架,目标蛋白为耐碱性木聚糖酶,可在麦芽糖启动子Pglv诱导下表达.从枯草芽胞杆菌A1747基因组中扩增获得24个Sec途径信号肽,并将其全部链接到至筛选载体上,并在枯草芽胞杆菌WB700中实现表达分泌.重组菌在3%麦芽糖诱导下培养24h后用DNS法测定上清酶活.[结果]成功构建信号肽筛选载体pGPSX及24个表达载体,实现木聚糖酶表达分泌.且不同信号肽对于引导外源木聚糖酶分泌能力不同,其中YnfF信号肽引导分泌目标蛋白效率最高,上清酶活为37.2IU/mL.[结论]试验证明在枯草杆菌中对外源蛋白进行信号肽筛选是提高其分泌的有效途径,并获得了针对木聚糖酶高效分泌信号肽YnfF.     

黑暗链霉菌DNA同源重组系统的构建

以黑暗链霉菌Tt-49基因组为模板,利用PCR方法,扩增安普霉素生物合成关键基因aprF-G的上、下游序列,作为同源交换臂,并将红霉素抗性基因筛选标记及其启动子插入两交换臂之间,以温敏型质粒pKC1139为基础,构建用于阻断黑暗链霉菌Tt-49安普霉素生物合成的重组质粒pFD8.该质粒通过E.coil ET12567/pUZ8002去甲基化修饰后,经接舍转移进入黑暗链霉菌Tt-49,利用红霉素抗性筛选得到3株阳性转化子,分别命名为Tt-49 AG1、Tt-49 AG2和Tt-49 AG3.通过PCR鉴定,证明pFD8已插入黑暗链霉菌Tt-49基因组的目标位点.以亲株作对照,对3株工程菌进行红霉素抗性能力考察,发现3株工程菌的抗红霉素能力均高迭1 000 μg/mL以上.     

细菌内同源重组法构建靶向Survivin 的腺病毒载体的研究

目的:研究细菌内同源重组法构建靶向Survivin的腺病毒载体及其体外扩增表达。方法:将survivin基因克隆至穿梭质粒载体中,特异性酶切后回收、连接、转化,构建负载survivin片段的重组腺病毒载体。提取重组病毒基因酶切鉴定后,包装成病毒,并扩增到所需滴度。行Western blotting鉴定,观察重组腺病毒载体在真核细胞的表达。结果:(1)重组穿梭质粒的Mlu I酶切鉴定结果显示,酶切结果均与相应的载体及目的片段的大小相符合,基因测序结果基本一致。(2)凝胶电泳产生了两条大约15 kb和8.5kb的片段,由图2可知重组腺病毒质粒酶切充分完全,且回收率较高。(3)重组腺病毒载体转染AD293细胞24 h后已出现细胞病变效应,病变细胞细胞核变大。(4)D260/OD280的值为1.92,表明重组腺病毒纯度较高。(5)AD293细胞病毒上清中有能与抗Survivin单抗反应的蛋白,其相对分子质量与理论值相吻合,阴性对照组无对应条带出现。结论:本方法成功构建表达了含Survivin的重组腺病毒载体,为进一步进行Survivin基因功能的研究提供了实验基础和理论支持。     

植物基因同源重组研究现状

同源重组是普遍存在的生物学现象,从噬菌体、细菌到相传真核生物均有存在。它对生物的遗传与变异具有重大影响,一直是生物学家研究的热点。本文从染色体外同源重组、染色体内同源重组以及基因打靶三个方面综述了同源重组在植物方面的研究现状。从分子水平上较详尽的介绍了同源重组发生的机制以及同源重组在生物领域的应用、前景展望及其存在的局限性。     

用大肠杆菌同源重组获得克隆化重组腺病毒基因组

利用大肠杆菌细胞内质粒间同源重组获得克隆化重组腺病毒基因组 DNA,高效构建携带有外源基因的均一重组腺病毒 .将带有狂犬病毒糖蛋白 (GP)基因和加强型 GFP(enhanced GFP,EGFP)表达盒的重组穿梭质粒 p Ad- Track- CMV/ GP与腺病毒骨架载体质粒 p Ad Easy- 1一起同时电击共转化大肠杆菌 BJ51 83.在 BJ51 83细胞内 ,带有同源序列的重组穿梭质粒与骨架载体可进行同源重组 ,得到以质粒形式存在的克隆化重组腺病毒基因组 p Ad- GP’.以 p Ad- GP’为模板 ,经DNA测序确认 GP基因成功整合入此质粒中的腺病毒基因组 E1区外源基因表达盒中 .线形化的p Ad- GP’转染 2 93细胞后可得到基因组结构均一、在 E1区插入有 GP和 EGFP表达盒的重组腺病毒 ,病毒滴度可达 1× 1 0 8pfu/ ml.电镜下此重组病毒颗粒直径约为 70 nm,略呈球形 ,用荧光显微镜观察感染细胞有很强的 EGFP表达 .实验表明 :利用大肠杆菌同源重组获得克隆化的重组腺病毒基因组 DNA,可高效制备高滴度的均一重组腺病毒     

酿酒酵母TRK1和TRK2钾吸收缺陷型菌株的构建

为更好的进行钾素营养有关基因表达调控和功能性研究, 我们采用同源重组法通过重叠引物扩增分别将URA3和HIS3基因替代酿酒酵母的TRK1和TRK2基因, 并以酿酒酵母的尿嘧啶合成酶URA3基因和组氨酸合成酶HIS3为标记基因, 在不含尿嘧啶和组氨酸的基本培养基筛选转化子获得了钾离子转运蛋白TRK1和TRK2基因缺失的酿酒酵母钾素营养缺陷型菌株, 该菌株在低K+培养基中导入拟南芥K+转运体基因AtKuP1可恢复正常生长。     

酿酒酵母TRK1和TRK2钾吸收缺陷型菌株的构建

为更好的进行钾素营养有关基因表达调控和功能性研究,我们采用同源重组法通过重叠引物扩增分别将URA3和HIS3基因替代酿酒酵母的TRK1和TRK2基因,并以酿酒酵母的尿嘧啶合成酶URA3基因和组氨酸合成酶HIS3力标记基因,在不舍尿嘧啶和组氨酸的基本培养基筛选转化子获得了钾离子转运蛋白TRK1和TRK2基因缺失的酿酒酵母钾素营养缺陷型菌株,该菌株在低K 培养基中导入拟南芥K 转运体基因AtKuP1可恢复正常生长.     

枯草芽孢杆菌ZC-7中性蛋白酶的分离纯化及酶学性质研究

枯草芽孢杆菌ZC-7的发酵液,经离心分离得到粗酶液,再经硫酸铵盐析、中空纤维膜除盐浓缩、DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析、Sephadex G-75柱层析等步骤获得电泳纯的中性蛋白酶。SDS-PAGE测得其分子量大约为42KDa。以酪蛋白为底物时,该酶的Km为5×10-3,Vmax为2.5×104ug/min,酶的最适作用pH为7.0,最适反应温度为55℃,在pH6.5～8.0, 40℃以下较稳定,对1mol/L H2O2具有一定的耐受性。EDTA、异丙醇和乙醇对该酶有抑制作用,Ca2+、Mg2+和Li+离子对其具有保护作用。     

同源重组置换衣藻叶绿体chlL基因及其同质化鉴定

设计以 aad A基因置换衣藻 chl L基因并作为转基因衣藻筛选标记 ,将 chl L基因两侧的基因片段 clp P- trn L- pet B- chl L5′- 3′作为同源片段 ,构建衣藻叶绿体同源重组质粒 p64D.通过改进的基因枪法转化程序 ,将此质粒轰击入衣藻叶绿体 .经抗性筛选、暗培养及 PCR、Southern- blotting等鉴定 ,证实衣藻叶绿体基因组中大部分 chl L结构基因已被外源基因 aad A所置换