伤寒沙门菌bcfD基因敲除突变株的构建

目的:构建伤寒沙门菌Ty2菌株菌毛亚单位bcfD基因敲除突变株.方法:利用交错PCR得到bcfD基因缺失且含其两侧翼序列的片段,将该片段与pMD 18-T连接,亚克隆到pYG4,电转入大肠埃希菌S17-1/λpir菌株,阳性菌株与受体菌伤寒沙门氏菌Ty2进行固相杂交后筛选.结果:成功获得敲除bcfD基因序列954bp的敲除突变株.结论:交错PCR有利于细菌基因精确敲除突变株的构建,bcfD基因敲除株的构建将为进一步研究该基因在伤寒沙门菌中的功能奠定了基础.     

rimJ基因缺失不影响大肠杆菌BL21(DE3)生长的温度敏感性

目的:研究rimJ基因对大肠杆菌BL21(DE3)菌株生长的温度敏感性的影响。方法:利用SceⅠ-Red同源重组技术将大肠杆菌BL21(DE3)基因组中的rimJ基因缺失,得到rimJ缺失突变菌;比较缺失突变株和原始菌株在不同温度(25℃、37℃、42℃)下的最大比生长速率,利用统计学方法分析rimJ基因的缺失对BL21(DE3)菌株生长的温度敏感性是否有影响。结果:rimJ基因被成功敲除;统计分析结果表明缺失突变株和原始菌株的最大比生长速率没有明显区别。结论:rimJ基因缺失对大肠杆菌BL21(DE3)生长的温度敏感性无影响。     

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。     

大肠杆菌astE、rph基因敲除突变株的构建

目的:分别构建大肠杆菌astE、rph基因敲除突变株,并检测其异丁醇耐受性的变化。方法:利用Red重组系统分别敲除大肠杆菌的astE和rph基因,并对所获得的突变株进行异丁醇耐受性相关实验研究。结果:成功构建了astE基因缺失突变株△astE和rph基因缺失突变株Δrph,发现两种突变株的异丁醇耐受性均有所提高。结论:通过缺陷菌株的构建,为未来进一步代谢改造生产异丁醇和研究异丁醇耐受机制奠定了基础。     

多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株的构建及鉴定

【目的】构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,并验证其致病性。【方法】采用正向筛选同源重组技术构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,利用PCR对突变株进行鉴定,分析其遗传稳定性、生长特性和致病性。【结果】成功构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,连续传代20代,遗传稳定;突变株体外生长曲线表明,在前6h生长速度稍慢于亲本菌,随后两者生长速度一致。对小鼠的致病性试验表明:经腹腔注射aroA基因缺失突变株在1.0×106 CFU对小鼠无致死性,而亲本菌株在1.0×102 CFU对小鼠是致死性的。【结论】本研究获得多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,对小鼠的致病性是减弱的。多杀性巴氏杆菌突变株的构建有助于研究其致病机理。     

FgβNAC基因对禾谷镰刀菌生长发育及致病性的影响

以裂殖酵母NAC蛋白β亚基为对象在禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)基因组数据库中进行搜索,发现了同源蛋白基因FGSG 08675并命名为FgβNAC.通过基因敲除技术对禾谷镰刀菌FgNAC基因进行敲除和回补,分别获得了敲除菌株fgβnac和回补菌株fgβnac::FgβNAC,并分别对野生型菌株、敲除菌株和回补菌株进行了表型和致病性研究.结果表明,与野生型菌株PH-1相比,敲除菌株fgβnac在固体马铃薯培养基(PDA)上生长速率明显减慢,约为野生型菌株的一半,气生菌丝致密短小;同样在液体PD培养液中培养3d的敲除突变株的菌丝干重仅为野生型的56％.另外,敲除突变株的分生孢子产量相比野生型菌株下降了78.5％.进一步采用麦穗离体接种法对其致病性进行了检测,发现FgβNAC基因的缺失引起致病力显著地下降,仅局限于接种部位及邻近的小颖,而无法侵入维管束组织引起穗枯症状.     

枯草芽孢杆菌cdd基因敲除及对胞苷发酵的影响

目的:通过敲除出发菌株上的胞苷脱氨酶基因,阻断嘧啶代谢通量由胞苷流向尿苷和尿嘧啶,选育胞苷产生菌。方法:采用同源重组的方法敲除枯草芽孢杆菌TS8的胞苷脱氨酶基因cdd,并通过遗传稳定性实验验证其缺失标记和胞苷产量,通过摇瓶发酵实验对比出发菌株和缺失株的产苷水平。结果:cdd基因缺失菌株TSb发酵72h,发酵液中胞苷产量达到1.72g/L,与原始菌株相比提高了44.19%,且遗传性状稳定。结论:cdd基因的缺失可有效阻断嘧啶代谢通量由胞苷流向尿苷和尿嘧啶,提高胞苷产量。     

酿酒酵母Mbp1缺陷型菌株的构建及其乙醇发酵特性

【目的】研究酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工业菌株Mbp1基因的功能,探讨Mbp1基因对酿酒酵母乙醇发酵性能的影响。【方法】以酿酒酵母MF1015为出发菌株,用PCR方法构建Mbp1基因敲除组件Loxp-KanMX-Loxp,将敲除组件转化两种配型的酿酒酵母单倍体,通过单倍体复倍获得敲除Mbp1基因的二倍体突变菌株,研究突变菌株形态变化及乙醇发酵特性。【结果】敲除Mbp1基因后突变菌株生长曲线无显著变化,出芽率降低,细胞体积增大19.2%,对饥饿更敏感,较早出现假菌丝。甘蔗糖蜜在静置条件下发酵,突变菌株的乙醇产量明显低于野生型;在130 r/min的条件下发酵,突变菌株和野生型发酵液中的乙醇产量基本相同。【结论】Mbp1基因缺失使酿酒酵母的乙醇发酵能力下降并影响细胞的形态分化。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的敲除对北京棒杆菌PD-67的生理代谢的影响

【目的】为了优化L-色氨酸合成的前体供应,构建北京棒杆菌PD-67(Corynebacterium pekinense PD-67)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(EC:4.1.1.31,phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPCx)基因ppc敲除的菌株,并研究ppc基因敲除对菌株生理特性的影响。【方法】运用PCR技术扩增ppc基因的上游和下游序列,构建带有目标基因内部缺失的基因整合载体。通过同源重组技术将C.pekinense PD-67的ppc基因敲除,构建ppc基因缺陷突变株C.pekinense PD-67-Δppc。通过摇瓶发酵研究突变株的生理特性,并测定突变株丙酮酸激酶和丙酮酸羧化酶的活性。【结果】PCR验证和PEPCx活性分析结果表明,筛选到ppc缺陷的突变株。摇瓶发酵结果表明,与出发菌株相比,突变株的生长速率下降,生物量降低20%,L-色氨酸积累降低62%,丙酮酸激酶活力提高,而丙酮酸羧化酶活力下降。【结论】C.pekinense PD-67的ppc基因敲除以后,对菌株的代谢影响较大。仅通过阻断PEPCx催化的回补途径,减少磷酸烯醇式丙酮酸的分支代谢,不能提高该菌株L-色氨酸的积累。     

苏云金芽胞杆菌spoIIID基因缺失突变株的特点

摘要：【目的】构建苏云金芽胞杆菌spoIIID基因缺失突变株,并研究其与出发菌株的表型及性质差异。【方法】采用基因同源重组技术敲除了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株中的spoIIID基因,构建了spoIIID缺失突变株,测定生长曲线,并通过扫描电子显微镜观察,芽胞计数分析及SDS-PAGE 蛋白电泳比较突变株与出发菌株的差异。构建遗传互补菌株,观察菌株性状的回复情况。【结果】通过温敏载体同源重组敲除技术获得了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株spoIIID基因缺失突变株,生长曲线测定表明,突变株较出发菌株在平稳期后期生长较缓和;扫描电子显微镜观察和芽胞计数分析显示,突变株基本丧失了形成芽胞的能力,但依然形成晶体。SDS-PAGE结果显示,在 SSM培养基中,突变株对伴胞晶体蛋白的形成量影响并不显著;在营养较富集的Luria-Bertani培养基中,突变株中伴胞晶体蛋白的形成量较野生型和互补株明显降低。利用载体pHT315携带spoIIID操纵子互补突变株,互补株恢复了产生晶体和芽胞的能力。【结论】本研究证明spoIIID基因是苏云金芽胞杆菌芽胞形成所必需,同时与晶体蛋白的表达相关。     

金黄色葡萄球菌OatA基因敲除菌株及其回补菌株的构建

目的:构建金黄色葡萄球菌(金葡菌)Oat A基因敲除菌株及其回补菌株。方法:以p BT2为载体,构建金葡菌Oat A基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经金葡菌RN4220修饰后电转入金葡菌USA300,利用p BT2载体对温度敏感的特点,在42℃多次传代,筛选出金葡菌Oat A基因敲除菌株。以p LI50为载体,构建p LI50-Oat A全基因回补质粒,电转入金葡菌RN4220,再次抽提后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因回补菌株p Oat A。结果:成功构建基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经RN4220修饰电转入USA300,经PCR及测序鉴定,获得了金葡菌Oat A敲除菌株△Oat A。经PCR及酶切鉴定,确认p LI50-Oat A回补质粒构建成功,通过金葡菌RN4220修饰后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因敲除回补菌株p Oat A。结论:成功构建金黄色葡萄球菌Oat A基因敲除菌株及其回补菌株,为进一步研究金葡菌Oat A的功能及其作用机制奠定基础。     

苏云金素合成基因簇中非核糖体肽合成酶基因thu2功能的初步分析

对苏云金素生物合成基因簇中编码非核糖体肽合成酶基因thu2进行基因缺失插入失活的研究。用温敏型质粒pHT304-TS构建基因thu2的插入缺失质粒pEMB1434,电转化苏云金芽胞杆菌菌株CT-43后,通过抗性筛选和PCR验证得到thu2基因同源双交换基因敲除突变株CT-43-22。HPLC(高效液相色谱,High Performance Liquid Chromatography)检测发现CT-43-22没有苏云金素特征吸收峰;用pHT304构建得到含有完整thu2基因的回补质粒pEMB1435,电转化CT-43-22后得到互补重组菌CT-43-22b,发现其恢复了苏云金素的产生。显微镜观察突变株和互补重组菌均能产生正常的晶体和芽胞。thu2的基因敲除和基因互补实验证明,thu2基因为CT-43苏云金素生物合成的必需基因,但对晶体和芽胞的形成没有影响。     

枯草芽胞杆菌BSD-2中ybfB基因敲除及生物信息学分析

在前期突变体库研究中发现,ybf B缺失的枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis BSD-2丧失了其抑真菌活性。本研究通过敲除并恢复BSD-2中ybf B基因,进一步确认其缺失对菌株生物活性的影响,并利用生物信息学手段对其基因序列和编码蛋白质序列进行了预测分析。本研究成功敲除BSD-2菌株的ybf B基因,构建突变株B-Y-k,并成功构建其回复突变株B-Y,平板对峙实验结果显示突变其ybf B基因该菌株失去其抗真菌活性,回复突变株抗真菌活性恢复,表明该基因与其抗真菌相关。生物信息学分析显示该基因全长1 251 bp,编码416个氨基酸,具有12个跨膜螺旋区,为疏水性蛋白,推测该蛋白为疏水性跨膜转运蛋白,可能参与活性物质的转运。     

血清7型胸膜肺炎放线杆菌apxⅡC-/apxⅠA+基因缺失重组菌株的构建与鉴定

通过接合转移和SacB负向筛选方法,成功构建了一株apxⅡC缺失的血清7型胸膜肺炎放线杆菌重组菌株。首先构建重组转移质粒pEHA1。将pEHA1转化供体菌大肠杆菌(E.coliβ2155),并将其与野生型APP血清7型亲本菌混合培养约5h,然后涂到含氯霉素抗性的培养基培养,挑取阳性克隆,接种到无抗性液体培养基,培养后涂于含有蔗糖的的固体培养基,培养一定时间后挑取蔗糖抗性的克隆,即可得到目的突变株。通过PCR、遗传稳定性、外毒素分泌、重组位点序列分析证明重组菌构建成功。通过对重组菌生物学特性进行初步研究,表明突变株生长能力未受影响,对小鼠毒力显著降低。该突变株构建体系的建立为猪传染性胸膜肺炎减毒活疫苗的开发及对胸膜肺炎放线杆菌新基因的功能研究奠定了良好基础。     

禾谷镰刀菌中FgPDE1基因的敲除及其功能的研究

目的:旨在敲除禾谷镰刀菌Fusarium graminearum Fg PDE1基因,确定其缺失突变体表型,从而分析该基因的生物学功能。方法:应用Split-marker技术构建含有潮霉素基因敲除盒,通过PEG介导原生质体转化,PCR筛查抗潮霉素转化子以获得缺失突变体ΔFg PDE1,根据突变体表型变化及致病性的检测对Fg PDE1基因的功能进行分析。结果:采用Split-marker技术,成功构建了Fg PDE1基因敲除盒;PEG介导转化禾谷镰刀菌原生质体后成功获得转化子。经PCR筛查,得到3个PCR确认的敲除突变体;表型观察发现,ΔFg PDE1菌落的外型及菌落生长速度与野生型没有明显差异。孢子侵染西红柿果实实验证明:以西红柿为侵染宿主,相对于野生型,突变体致病性没有明显减弱;但突变体分生孢子产量显著下降。结论:Fg PDE1基因可能与禾谷镰刀菌分生孢子的形成有关。     

脂肪醇氧化酶基因缺失对热带假丝酵母生理功能的影响

为考察热带假丝酵母(Candida tropicalis)脂肪醇氧化酶(FAO)基因缺失对菌株自身的影响,利用同源重组的方法敲除或回补FAO1和FAO2基因,研究突变株的生长情况和胞内脂肪醇氧化酶活性变化,并进-步评价细胞利用烷烃合成脂肪醇的能力.结果表明:成功构建了基因缺失突变株FTYT(ΔFAO11/ΔFAO12)...     

2,3-丁二醇代谢途径关键酶基因敲除对克雷伯氏菌发酵产1,3-丙二醇的影响

2,3-丁二醇是克雷伯氏菌发酵产1,3-丙二醇的主要副产物,为减少2,3-丁二醇的产生,利用Red重组技术对克雷伯氏菌2,3-丁二醇合成途径关键酶基因budC和budA进行了敲除。突变株发酵性能实验结果表明,所获得的两株突变株生长性能受到不同程度的影响;budC基因的缺失使菌株1,3-丙二醇产量提高了10%,2,3-丁二醇降低为原来的70%,而budA基因缺失则使菌株无2,3-丁二醇和1,3-丙二醇的产生,但乳酸、琥珀酸、乙醇和乙酸的产量较出发菌株都有明显增长。通过进一步对budC基因缺失菌株主要产物分析,推测在该菌中存在2,3-丁二醇回补途径,这一结果为低副产物克雷伯氏菌的改造提供了新依据。     

筛选地中海拟无枝酸菌无痕基因敲除菌株的简便方法

将抗生素抗性基因作为标记筛选无痕基因敲除菌株比较费时,因而建立筛选无痕基因敲除菌株的简便方法。通过敲除茄红素生物合成途径中第一个反应的酶编码基因dxs(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因),获得白色地中海拟无枝酸菌突变菌株,以此菌株为受体菌,对S-丙二酰转移酶基因(mtf)进行无痕敲除。针对菌落本身携带颜色的地中海拟无枝酸菌(橘红色),利用茄红素合成酶基因dxs无痕敲除获得了白色菌株,在此基础上进行mtf的无痕敲除。以茄红素生物合成途径中任意一个反应的酶编码基因作为标记,很容易筛选得到无痕基因敲除的突变菌株。     

不同种型布鲁菌间的基因获得与缺失研究

目的:了解不同种型布鲁菌间的基因差异及基因的获得与缺失情况。方法:采用生物信息学方法比较分析已测序的10株布鲁菌基因水平的差异,分析它们的核心基因组与泛基因组,对得到的差异基因用PCR验证其在19株不同生物型标准菌株中的分布情况。结果:不同种型布鲁菌在基因水平上存在较大差异,差异基因主要位于Ⅱ号染色体上;根据差异基因,鉴定了42个差异区段,这些差异区段在19株不同生物型标准菌株中存在差异分布。结论:布鲁菌在进化过程中分别获得或失去了不同的基因区段,从而适应不同的宿主环境。