达坂喜盐芽孢杆菌D-8^T在低渗冲击下的双向凝胶电泳分析

为了解革兰氏阳性中度嗜盐菌适应低渗冲击的机制,采用双向凝胶电泳技术,研究达坂喜盐芽孢杆菌(Halobacillus dabanensis)D-8T在低渗冲击下的差异蛋白表达谱。利用ImagemasterTM2D Platinum软件分析到大约650个蛋白点,大多数蛋白分子量分布在17.5~66kDa,等电点为4.0~5.9,偏酸性。在20%盐浓度中生长的D-8菌株受到0%盐浓度的低渗冲击5min及50min后34个蛋白点的表达发生改变,包括20个表达上调的点和14个点表达下调。用MALDI-TOF/MS及MASCOT软件鉴定了4个与低渗胁迫有关的蛋白,分别为热激蛋白DanK、柱状决定蛋白、青霉素结合蛋白和5-莽草酸烯醇式丙酮酸-3-磷酸合成酶。其中,热激蛋白适应低渗胁迫时表达上调为首次报道。     

辽宁碱蓬甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）启动子分离及序列分析

根据已知的辽宁碱蓬BADH cDNA 5′端序列设计两个基因特异的反向引物（BR1,BR2）,通过衔接头PCR获得了BADH基因起始密码子上游265 bp的序列。根据所获得的序列设计两个基因特异的反向引物（BR3,BR4）,用BR2、BR3、BR4分别与4个简并引物配对,通过TAILPCR扩增,获得了约2 kb 的序列。经Sequencer软件拼接上述两段序列,获得了BADH基因起始密码子上游2055 bp的序列。用TSSPTCM软件分析此序列,预测出转录起始点（T）位于起始密码子上游62 bp处,由此获得了1993 bp的SlBADH启动子序列。用PLACE软件分析此序列,发现该序列具有启动子的基本元件TATAbox、CAATbox,包含多个胁迫诱导元件,如盐诱导元件GAAAAA,抗冻、缺水、脱落酸、抗寒元件CANNTG,伤害诱导元件ANATTNCNN,热激元件ATAAATGT等,是一个强的胁迫诱导启动子。     

枯草芽孢杆菌寡聚1，6-葡萄糖苷酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

本研究用鸟枪法构建了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)HB002的基因组文库,经平板法筛选得到了六株能水解合成底物对硝基苯αD葡萄糖吡喃糖苷的阳性克隆,经鉴定均含克隆了寡聚1,6葡萄糖苷酶基因的重组质粒(命名为pHBM001～pHBM006)。选择pHBM003,对其插入片段测序分析,此片段内有一编码561个氨基酸的开放阅读框,该蛋白质的计算分子量为65985kD。HB002的寡聚1,6葡萄糖苷酶的氨基酸序列与Bacillus sp.和凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)的寡聚1,6葡萄糖苷酶的氨基酸序列一致性分别为81%、67%,相似性分别为89%、79%。从pHBM003中扩增出寡聚1,6葡萄糖苷酶基因,克隆到pBV220上,转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α,得到三个能水解对硝基苯αD葡萄糖吡喃糖苷的阳性克隆HBM0031～HBM0033,将此三个菌株热诱导表达,SDSPAGE电泳可检测到特异表达的蛋白质,其中HBM0031、HBM0032表达的蛋白约66kD,为完整的寡聚1,6葡萄糖苷酶,而HBM0033表达的蛋白质偏小;表达的蛋白质均有寡聚1,6葡萄糖苷酶活性。     

拟南芥热激转录因子AtHsfA2调节胁迫反应基因的表达并提高热和氧化胁迫耐性

越来越多的证据表明热胁迫和氧化胁迫间存在着内在联系. 最近的研究发现, 热激转录因子(Hsfs)在联系热和氧化胁迫信号反应中具有重要的作用. 对拟南芥热激转录因子AtHsfA2在热激和氧化胁迫反应的功能进行了分析和鉴定. 利用Northern blot和定量RT-PCR的方法, 我们发现AtHsfA2的表达不仅被热激诱导, 同样也受到氧化胁迫诱导. 对AtHsfA2敲除突变体和超表达植株进行功能分析表明, 突变体降低了基础性和获得性耐热能力以及氧化胁迫耐性, 而超表达植株却增强这些耐性, 并且这些表型的改变与APX1和一些热激蛋白基因的表达, 离子渗漏水平, H2O2的水平和膜过氧化伤害程度的变化相关联. 以上结果表明, 拟南芥热激转录因子AtHsfA2通过调节胁迫反应基因的表达而提高热和氧化胁迫耐性. 因此, 我们提出热激转录因子AtHsfA2在联系热和氧化胁迫信号反应中具有重要的作用.     

编码1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆和表达

采用PCR法克隆了巴氏梭菌（Clostridium pasteurianum）CpN86菌株编码1,3丙二醇氧化还原酶基因（dhaT基因）;完成了dhaT基因测序、表达载体构建和在大肠杆菌中表达;分离和纯化了dhaT基因表达的重组蛋白。实验结果：（1）PCR法克隆的dhaT基因和肺炎克雷伯氏菌Klebsiella pneumoniae菌株dhaT基因的序列同源性为829%;（2）dhaT基因表达蛋白的酶活为108U/mg;（3）dhaT基因表达的蛋白分子量为43kD;（4）Western blot确定了dhaT基因表达的蛋白和 CpN86菌株天然蛋白有相同的抗原反应。     

点状产气单胞菌脯氨酰内肽酶基因的克隆与表达

用活性筛选法从产气单胞菌点状亚种ST7833 (Aeromonas puctata subsp.puctata ST7833)的基因组中克隆了脯氨酰内肽酶 (Prolyl Endopeptidase,简称apPEP)的基因,测定了含有PEP基因的33kb DNA片段的序列,第202092bp编码了690个氨基酸组成的脯氨酰内肽酶,经检索是一种新的PEP基因。并构建了一株组成性高效表达PEP的基因工程菌BL21/pGEMPEP。BL21/pGEMPEP在 YH培养基中apPEP的表达量占菌体总蛋白的30%左右,活力是野生菌的112倍,表达产物主要为可溶性的胞内蛋白,约5%分泌到胞外。非还原SDSPAGE显示为单体,分子量为76kD,与基因序列预测的分子量一致。试管培养后纯化得到了纯度大于90%的重组脯氨酰内肽酶,比活力为67U/mg。     

NaCl胁迫对小麦种子胚在萌发时期蛋白含量的影响

为比较不同浓度盐胁迫下小麦种子萌发前期胚蛋白表达情况,以"晋麦-47"为试验材料。选取经0、0.1和0.2mol/L处理过的种子,采用2-DE技术对3个浓度下胚蛋白含量变化进行研究。通过PDQuest图像分析软件分析盐胁迫下蛋白含量的变化,检测到正常的种子胚有121个点,0.1 mol/L NaCl胁迫下有32个蛋白点丰度下调,21个蛋白点丰度上调;在0.2 mol/LNaCl胁迫下,检测到46个蛋白质点丰度下调,16个蛋白点的丰度上调。研究结果表明,盐胁迫对小麦种子萌发时期胚中部分蛋白含量和表达产生不同程度的抑制与激活。     

耐盐及苯乙酸、甲基对硫磷降解基因工程菌的构建

H1（Halomonas sp.）是一株耐高盐浓度（18% NaCl, W/V）和降解苯乙酸的菌株,pDT3质粒为pUC19插入甲基对硫磷水解酶基因（mpd基因）构建而成。采用ＨindⅢ酶切,获得含有完整mpd基因片段,克隆到广宿主质粒pKT230和pBBR1MCS2上,构建成质粒pKTMP和pBBRMP。通过三亲杂交,在辅助质粒pRK2013的帮助下,将质粒pKTMP和pBBRMP转移到Ｈ１中,得到的工程菌HpKTMP和HpBBRMP具有耐盐、降解苯乙酸和水解甲基对硫磷的功能,其中HpBBRMP水解酶活性与亲本菌株甲基对硫磷降解菌（Pseudomonas putida）DLLE4相当,而HpKTMP水解酶活性要提高1倍左右。经过传代试验,证明了工程菌的稳定性。     

山菠菜胆碱单氧化物酶基因(CMO)的克隆与分析

甜菜碱是一类广泛存在于生物体内的渗透保护剂。高等植物中,甜菜碱的生物合成经由胆碱→甜菜碱醛→甜菜碱两步反应完成,其中第一步反应,也是甜菜碱生物合成的限速反应,由胆碱单氧化物酶(CMO)催化。本研究以耐盐植物山菠菜(Atriplex hortensis)为材料构建了盐胁迫下的cDNA文库,用菠菜CMO cDNA为探针从中筛选获得一个长1.77kb的cDNA克隆,测序结果表明该克隆包含一个完整的开放读码框,编码一个由438个氨基酸构成的多肽,与菠菜和甜菜CMO的氨基酸序列同源性分别为81%和72%。同菠菜和甜菜中的CMO序列相比,山菠菜CMO基因(AhCMO)也具有保守的RieskeType［2Fe2S］簇结合区和保守的多铁原子核结合域。对盐处理条件下山菠菜CMO基因转录水平的研究表明CMO基因在盐胁迫情况下表达量增加约3倍。将CMO与35S启动子连接后转化烟草(Nictiana tabacumvar.Xanthi),获得了具有一定耐盐性状的转基因植株,在1.2%NaCl的盐浓度下生长良好。     

大肠杆菌-分枝杆菌穿梭表达质粒pBCG-2100的构建及应用

利用分子生物学方法,构建了大肠杆菌分枝杆菌(E.coliMycobacterium)穿梭表达质粒pBCG-2100,研究了编码日本血吸虫中国大陆株谷胱甘肽S转移酶(Glutathione Stransferase,GST)抗原基因在卡介苗(Bacillus Calmette Guerin,BCG)中的表达。以含人结核杆菌热休克蛋白(Heat shock protein,hsp)70基因全长序列的质粒pMT-70为模板,扩增出hsp70启动子,测序选出无错配的启动子,将其定向克隆入E.coliMycobacterium穿梭质粒pBCG-2000中,构建成E.coliMycobacterium穿梭表达质粒pBCG-2100。再将编码GST的cDNA按正确的阅读框顺序,克隆到pBCG-2100中hsp70启动子的下游,得到分枝杆菌表达质粒pBCG-GST。将pBCG-GST电转化入BCG中,筛选出重组BCG疫苗,经热诱导后所表达的重组GST(rGST)抗原,为可溶性蛋白,经纯化后,在SDS-PAGE上分子量为26kD处可见明显的表达蛋白带,其表达量占BCG菌体总蛋白的13%。Western blot提示rGST能与抗GST的抗体反应。