庆丰链霉菌中SQP1质粒控制致育性的遗传证明

我们以前的工作已经证明,野生型庆丰链霉菌生物合成Qm的过程,有sQP1质粒参与(SQP1 ),它可以受质粒消除剂的作用,以1.8一19％的频率消除而产生不能合成Qm的突变株(SQP1~-);它们的营养缺陷型互补对菌株杂交,可以发生基因交换而生成原养型重组子。以后又观察到重组的频率因亲株携带SQP1质粒的状态不同而有明显的差异,SQP1~ ×SQP1~-(或SQP1~ ×SQP1~ )杂交,产生重组子的数目要比SQP1~-×SQP1~-杂交高100—1000倍。本文报道的实验数据,指出庆丰链霉菌的致育性受SQP1质粒所控制。     

庆丰链霉菌中与庆丰霉素生物合成有关质粒的感染性转移

本研究表明不同类型的q~ 、q~-衍生菌株混合培养,Qm的合成能力可以从q~ 供体转移给q~-受体,其频率因配对菌株的特性不同而在0.03—100％范围内。当q~ 、q~-的营养缺陷型作为两亲株进行杂交时,形成的Sm~r原养型重组子中有50—100％获得了合成Qm的能力,混合孢子中没有重组并带有原来标记的q~-受体菌有20—90％由q~-转变成q~ 。这种转移发生在菌丝阶段,并受AY、EB、SDS或高温培养的干扰,据此我们认为这个与Qm合成有关的质粒具有感染性转移的功能,并命名为SQP1。     

四种不同细菌质粒转化庆丰链霉菌的研究

利用四种不同质粒(pRR322、pUB110、pKT071和pA01)在10—15％聚乙二醇6000存在时,可以成功地转化到庆丰链霉菌受体;其中转化的pBR322质粒经过20次传代后,仍有如％左右可稳定地存留,而其它三种质粒经2--3次传代后立即消失。用无细胞胞外粗抽提物证实pBR322质粒基因在庆丰链霉菌细胞中得到表达。通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳证示转化子胞外抽提物中显著呈现一条分子量为30,000左右的蛋白质带,与已知的pBR322编码的β-内酰胺酶分子量相一致。     

链霉菌原生质体种间融合重组的研究 I．庆丰链霉菌和吸水链霉菌井冈变种的种间融合

本文报道庆丰链霉菌AS20l[11v]、MS30[Pr0一Ade—sm r］菌株和吸水链霉菌井冈变种VA4[His-]菌株原生质体的种间融合重组。AS201×vA4融合产生由二亲株营养标记互辅的稳定的原养型重组子,频率为1．09×10^-5．98×10^-6MS30 xvA4融台产物除原养型重组子,重组频率为5．7×10^-5外,还出现异核体及异质无性系(频率为2．8×10^-4一2．14×10^-5)。得到的原养型重组子,在孢子颜色、抗药性状、产物性质等方面显现广泛多样的变异。从中得到一个原养型重组菌株RvAl8,它所产生的抗菌物质,理化和生物性质与亲株产生的庆丰霉素和井冈霉素明显不同。     

SQP1质粒上庆丰霉素生物合成基因的变异和重组

通过原生质体形成与再生手段可以获得庆丰链霉菌SQPI质粒上庆丰霉素生物合成基因发生突变的菌株(Qmrq-)。这些突变株,每两个为一对在斜面上混合培养,使之发生杂交,在所得到的子代菌落中,能检出相当数量回复了庆丰霉素生物合成能力的菌落。推测这些菌落的出现是庆丰霉素合成基因不同突变位点发生遗传重组的结果。     

在庆丰链霉菌中质粒参与庆丰霉素生物合成的遗传研究

本研究表明:庆丰链霉菌生物合成Qm的能力在遗传上是不稳定的。它可以自发或诱发丧失而产生不合成Qn、的q~-突变株,而q~-突变株的遗传性却十分稳定。试验了大约10~(10)个q~-菌株的孢子,没有发现有自发或诱发生成的q~ 菌落。但将q~ 及q~-菌株接种在同一斜面上混合培养,用药物抗性或营养缺陷型作为选择性标记,选择混合孢子液,我们发现q~ 菌株可以把Qm的合成能力转移给q~-突变株而产生转移接合子。据此,我们认为Qm的生物合成有质粒的参与。     

庆丰链霉菌质粒DNA的分离及电镜观察

本文报道用清亮裂解液PEG沉淀法从庆丰链霉菌M-15菌株中分离到质粒DNA,琼脂糖凝胶电泳用溴化乙锭染色及CsCl-EtBr密度梯度离心,在紫外线下观察均表明除了染色体带之外还有一条质粒带。我们摄制的电镜照片表明存在共价闭合超盘旋和开放环形两种分子构型,以多数大小相近的分子周长取平均值,按1微米=2.07×10~6道尔顿的公式计算,庆丰链老菌质粒DNA分子量约为10×10~6道尔顿。     

吸水链霉菌应城变种和庆丰链霉菌种间原生质体融合及其融合子的生物学特性

本文报道利用抗生素产生菌吸水链霉菌应城变种Leu^-Sm^R。90-11菌株(Leu’smr)和庆丰链霉菌A_553-1菌株(Pro^-Sm^R)为亲株,以42％的PEG4000为助融剂,进行了种问原生质体融合,用间接法检出融合重组子38株,其重组频率约为4．5×10^-4。重组子除孢子丝形态外,孢子堆颜色、抗药性、抗菌活性和抗生素生物合成能力方面与亲株均有一定差别,而且不同重组子之间也不相同,特别在抗菌活性方面,其中重组子FL-42和FL-48不仅具有两个亲株所产生的4种抗生素的活性,而且还产生两个亲株不具有的活性物质。通过纸层析谱表明,这种活性物质,两个重组子之间也不相同。     

庆丰链霉菌细菌素

本文报道了庆丰链霉菌斜面培养物上出现的空斑,排除了由于噬菌体污染而引致的可能性：发现和证实可不经诱导而自发产生的细菌素物质,并能对该菌本身产生抑制生长;斜面上出现的空斑与这种细菌素产生的关系进行了探讨;对于放线菌中确定细菌素的问题进行了讨论。     

质粒在大肠杆菌和链霉菌和FR-008之间的属间接合转移

tIJ8154是由链枪菌一大肠杆菌双功能穿梭载体pGM160衍生而来的．本文报道这个质粒从携带RP4的大肠杆菌细胞中向革兰氏阳性细菌一链霉菌FR-008中的转移．从两种宿主中分别提取质粒DNA,进行琼脂糖凝胶电泳,发现pIJ8154的结构在两种亲缘关系甚远的宿主中均是稳定的,这种接合转移的方法已经成为向链霉菌FR-008中转移基因的一种手段．     

庆丰链霉菌的连锁分析

用四点杂交方法对庆丰链霉菌的六个基因位点进行连锁分析,初步确定了它们在环形连锁图上的排列顺序,并同天蓝色琏霉菌A3(2)、龟裂链霉菌连锁图上的相应位点作了比较,它们之间是十分相似的。     

庆丰链霉菌细菌素的提纯和鉴定

利用Sephadex G25 凝胶过滤和磷酸纤维素层析相结合的方法,将庆丰链霉菌Q3所产生的细菌素——庆丰链霉菌素进行了提纯。这种细菌素是一种分子量为4737的蛋白性质物质,对热、紫外线和所试用的有机溶剂稳定,最适pH处于7.0—9.0。嗜热菌蛋白酶和链霉蛋白酶P可以完全破坏其活性,蛋白酶K能部分减低其活性,但所试验的其它蛋白水解酶类,以及DNA酶和RNA酶均无损其活性。根据庆丰链霉菌素对所测定的革兰氏阳性和阴性菌的生长影响,呈现抑制生长和促进生长,有一部分介于中间类型。     

庆丰链霉菌的致死接合现象

庆丰链霉菌各种衍生菌株的平板或斜面能自发产生麻点现象(pock),而当种内或种间杂交时,这种现象出现得更频繁。从麻点中心和周围孢子中可分别分离到具有产生麻点能力的菌株(Ltz~+)和本身虽然不能产生麻点但却可以作为检测麻点产生的指示菌株(Ltz~-)。 本文的研究结果表明,庆丰链霉菌的麻点现象是Ltz~+菌株和作为指示菌的Ltz~-菌株细胞之间在接合过程中的一种致死接合作用(lethal zygosis),致死率可达99％以上。决定这种致死能力的遗传因子能感染转移,可用已知质粒消除因子(如吖啶黄、高温预培养)处理及原生质体再生过程诱发消除。据此,我们认为庆丰链霉菌中产生麻点的能力很可能由质粒基因所决定。对于这种质粒的可能来源进行了讨论。     

链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体的构建

本文报道了链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体pSE-3的构建;把具有双启动子的大肠杆菌的质粒pGEM-3与新霉素抗性基因启动子缺失的链霉菌的探针质粒pIJ486分别用BamHI和BglⅡ酶切,T4 DNA连接酶连接后转化到E.coli HB101(Amp(?),Neo(?)),所得重组质粒能强启动pIJ486质粒上的氨基糖苷磷酸转移酶基因(aph),并使新霉素抗性基因在大肠杆菌中得到强表达。此重组质粒被命名为pSE-3,当其转化到变青链霉菌TK54(Tsr(?),Neo(?))的原生质体前,新霉素抗性基因亦能得到强表达。酶切结果表明,构建的具有两个启动子的穿梭质粒载体pSE-3上有HindⅢ和EcoRI的单酶位点,拷贝数约为39。经再转化和传代50代等研究表明,穿梭质粒载体pSE-3在链霉菌和大肠杆菌中均是稳定的。为某些有应用价值的目的基因在大肠杆菌和链霉菌中的克隆与表达提供了一个有价值的穿梭质粒载体。     

球孢链霉菌质粒pSGL1的性质研究

链霉菌质粒pSGL1是本实验室在球孢链霉菌（Streptomycelglobisporus）中发现的新的质粒,它可以在变铅青链霉菌中复制。用缺失分析确定了pSGL1的基本复制区位于一个2．0kb的片段上。pSGL1能够与pIJ101相容。pSGL1是一个高拷贝质粒,拷贝数约为70～250。在对质粒进行分析的过程中得到的一些衍生质粒如pSGLN和pSGLS3等可以作为新的链霉菌基因克隆载体,并可用于构建新的高效分泌表达的链霉菌载体。     

链霉菌小质粒pDYM4.3k的复制与接合转移

【目的】链霉菌(Streptomyces)X335是从西藏高原活拉山口分离到的,其中含有一个大小为4.3 kb的环型质粒pDYM4.3k。克隆、测序和分析pDYM4.3k,以及鉴定复制和接合转移的基因。【方法】通过克隆和引物延伸获得pDYM4.3k的全序列,利用比对分析推测基因的功能,通过Southern杂交检测复制中间体,利用平板杂交实验证明接合转移功能。【结果】克隆和测序获得了全长为4346 bp的pDYM4.3k序列,预测仅有3个基因,其中1个基因与链霉菌主要接合转移基因同源,另外2个为功能未知。鉴定新的基因orf1及其上游的约300 bp构成了质粒的基本复制区域。检测到质粒存在单链的复制中间体,表明它以滚环方式进行复制。实验证明pDYM4.3k在变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中具有接合转移功能。【结论】质粒pDYM4.3k可以滚环方式进行复制和在链霉菌之间进行接合转移。这是目前报道的最小的、具有游离复制和接合转移功能的链霉菌质粒。     

链霉菌质粒的复制与进化

近年来, 随着大质粒提取和检测技术的发展, 尤其是高通量DNA测序技术的应用, 使得链霉菌大的环型质粒和线型质粒的研究取得了较快的进展。相比于研究透彻的细菌Theta型复制的质粒, 链霉菌Theta型质粒在复制区的结构、复制蛋白和调控蛋白作用的分子机理等方面具有多样性和新颖性。新鉴定的许多线型质粒的中心复制区表明中心复制的起始可以靠近端粒, 一个质粒也可以有2个以上的复制区。新分离的端粒序列显示端粒“折返”不是必需的, 而形成二级结构对于端粒复制是重要的。链霉菌环型和线型质粒的测序分析显示它们之间存在亲缘关系。环型质粒可以与噬菌体共整合, 实验证明它们在一定条件下可以相互转换。这些研究结果表明, 链霉菌环型、线型质粒和噬菌体从结构到功能到进化具有多样性、新颖性和亲缘关系。     

嗜热链霉菌质粒的研究

从分属于12个种的28株嗜热链霉菌中检测到热灰紫链霉菌(S.thermogriseoviolaceus)T272带有3个质粒(pST1,pST2,pST3),热藤黄链霉菌(S.thermoluteus)T422带有1个质粒(pST4),经电镜观察得到证实,并按经验公式求得其分子量分别为27、8.3、6.9、25.7kb。实验数据表明,T272与利福平抗性有关的基因可能位于质粒pST1;而pST4可能与rRNA甲基化酶合成有关,推测该酶使T422具有红霉素、螺旋霉素、林可霉素抗性。未发现这些质粒与宿主的高温生长特性有关。     

水稻内生链霉菌中的线型和环型质粒

植物内生放线菌的研究是一个近年来兴起的学科领域,在进一步探索和开发微生物资源方面,植物内生放线菌逐渐成为相关领域同行的关注热点.