木糖异构酶基因xylA的克隆及其表达载体的构建

木糖异构酶基因xylA是一种正向选择标记基因,在植物基因工程中使用该标记可以获得安全的转基因植物.构建了以xylA基因为选择标记的植物表达载体.从大肠杆菌Top10中扩增出xylA基因,插入到质粒pCAMBIA2301的Xho Ⅰ位点,通过酶切和PCR检测插入片段的正确性,得到载体pCAMBIA2301-xylA,将pBI121载体上的‘35S-GUS-Nos'表达框插入到pCAMBIA2301-xylA的EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ位点.得到中间载体pCAMBIA2301-xylA-GUS,用Sac Ⅰ和Sma Ⅰ切下克隆载体上的CBF1基因替代pCAMBIA2301-xylA-GUS中的GUS片段,用电转化法将获得的表达载体转化到农杆菌中,为将来获得安全的转基因抗寒植株奠定基础.     

以木糖异构酶基因xylA为选择标记的Gateway系统植物表达载体的构建

目的:构建以木糖异构酶基因xylA为筛选标记的无抗生素标记Gateway系统植物表达载体。方法:克隆大肠杆菌木糖异构酶基因xylA并用其替换植物表达载体pCAMBIA1301中的hpt基因,利用载体中的多克隆位点将Gateway Binary Vector(pH7WG2D)中酶切位点XbaⅠ和HindⅢ之间包括P35S、T35S、attR1、attR2和CmR-ccdB的片段重组入表达载体pCAMBIA1301中,构建表达载体pCAMBIA1301-xylA-GW,利用含有津田芜菁HY5基因片段的BP反应产物与载体进行LR反应,获得含有目的基因的植物表达载体pCAMBIA1301-xylA-HY5,并导入根癌农杆菌LBA4404中。结果:抗生素筛选及酶切和PCR鉴定表明成功构建了以xylA为筛选标记的无抗生素标记植物表达载体pCAMBIA1301-xylA-HY5。结论:利用木糖异构酶基因xylA结合Gateway克隆技术构建无抗生素标记植物表达载体,可简化、方便植物转基因表达载体构建。     

代谢木糖重组谷氨酸棒杆菌的构建

为了使谷氨酸棒杆菌较好地利用木糖生产有机酸,将来自Escherichia coli K-12的木糖异构酶基因xylA构建到表达载体pXMJ19中,导入Corynebacterium glutamicum ATCC13032Δldh中,成功表达了该酶基因。结果表明:重组菌株在以木糖为唯一C源进行发酵时,木糖的消耗速率为0.54 g/(L·h),木糖异构酶比酶活约为0.54 U/mL;在以木糖和葡萄糖的混合糖为C源进行发酵时,菌株优先利用葡萄糖,在葡萄糖完全消耗后,菌株开始有效利用木糖;以木糖为唯一C源进行两阶段发酵时,琥珀酸的收率可达(0.62±0.003)g/g。     

含甘露糖异构酶基因植物表达载体的构建

目的:构建了以manA基因为选择标记的植物表达载体。方法:从大肠杆菌DH5α中克隆出manA基因,连接到质粒pCAMBIA1301的XhoⅠ位点,替换hpt基因,通过酶切和PCR检测了插入片段的正确性,使用XbaⅠ和HindⅢ酶切Gateway载体(pGWCBF)获得含有P35S-T35S-attR1-attR2-CmR-ccdB的结构域,将其插入到表达载体pCAMBIA1301的相应位点中,获得中间表达载体pCAMBIA1301-manA-GW,使用Gateway载体的BP反应与LR反应,将转录因子CBF基因片段整合到载体中。结果:酶切结果表明以甘露糖异构酶基因(manA)为选择标记的植物表达载体pCAMBIA1301-manA-CBF已经构建完成。结论:将构建好的载体用液氮冻融法转化到农杆菌中,可以用于葡萄的遗传转化研究,为将来获得安全的转基因抗寒植株奠定基础。     

嗜热细菌木糖异构酶基因xylA在酿酒酵母中的高效表达

采用PCR技术克隆得到嗜热细菌Clostridium thermohydrosulfuricum木糖异构酶(xylose isomerase XI)基因xylA,将该基因连接于酵母表达载体pMA91的磷酸甘油激酶(PGK)启动子下,得到重组质粒pBX1。通过LiAc完整细胞转化法将重组质粒转移至酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)H158受体菌中,得到重组酵母转化子H612,酶活测定结果表明,成功地在酿酒酵母中得到木糖异构酶的活性表达。SDSPAGE电泳结果显示出明显的特异性表达产物带,单体分子量为43kD。由酿酒酵母重组子H612产生的木糖异构酶最高酶活条件与其在自然状态下的一致,均为85℃,pH70,在这一条件下酶的比活力为10U/mg蛋白,而在接近酵母最适生长温度的30℃和40℃时,其相对酶活分别下降37%和11%。研究结果显示在酿酒酵母中得到木糖异构酶的活性表达,为进一步在酿酒酵母菌中建立新的木糖代谢途径打下了基础。     

E.coli木糖异构酶基因的克隆及表达条件的优化

采用PCR技术以大肠杆菌JM109基因组DNA为模板扩增得到木糖异构酶基因xylA,连接到载体pET-22b( ),得到重组质粒pET-22b( )-xylA。将此重组质粒转化到大肠杆菌菌株BL21(DE3)中,重组菌株经IPTG诱导后,通过半胱氨酸-咔唑法测得木糖异构酶活力。每mL发酵液中重组菌株显示出酶活力约为0.84 U。SDS-PAGE电泳结果显示出明显的5×104(相对分子质量)特异性蛋白质条带。     

以木糖异构酶基因为筛选标记的玉米遗传转化

利用木糖异构酶基因作为筛选标记可以在含有不同浓度木糖的培养基上筛选出玉米再生植株,其中50％-100％木糖浓度的总体筛选效果较好,但不同玉米基因型之间筛选的最佳浓度差异很大。通过DNA点杂交、PCR及PCR．Southern印记法检测表明,木糖异构酶基因已经整合到转基因植株中。以木糖作为筛选剂,可以减小潜在的生物安全隐患。     

地芽孢杆菌Y565-5分离鉴定及其木糖异构酶基因xylA的克隆表达和酶学性质

从甘肃玉门油田地表土中分离到一株嗜热木糖利用菌,地芽孢杆菌Y565-5。利用PCR方法从该菌株中克隆得到一个木糖异构酶基因,xylA。该基因开放阅读框长1182 bp,编码394个氨基酸,XylA氨基酸序列与Geobacillus sp.Y412MC52相似性达到99%。将xylA基因克隆到原核表达载体pET-28a(+)上,得到重组质粒pET-28a(+)-xylA,然后将此重组质粒转化至BL21(DE3)中,经IPTG诱导后,通过SDS-PAGE电泳检测出明显的45 kD(相对分子质量)特异性蛋白质条带,并且通过半胱氨酸咔唑法检测出表达产物具有木糖异构酶的活性。对其酶学性质的研究发现,XylA最适温度为90°C,最适pH值为8.0。     

用P. pastoris的pAOX1表达系统表达木糖异构酶

目的:应用P. pastoris的pAOX1表达系统分泌表达重组木糖异构酶.方法:用PCR法从大肠杆菌基因组中扩增木糖异构酶基因(xi).用EcoRⅠ和NotⅠ双酶切将其基因克隆进P. pastoris表达载体.通过电转法将其木糖异构酶基因重组于P. pastoris基因组,筛选G418抗性700μg/ml的重组子作为工程菌GS115(pPIC9K-xi).在摇瓶中发酵用甲醇诱导表达重组木糖异构酶.用SDS-PAGE分析重组蛋白的表达情况,用糖酵解法对表达产物进行活性分析.结果:木糖异构酶基因在pAOX1的调控下,在P. pastoris中经甲醇诱导能分泌表达,摇瓶发酵2d表达量为35mg/L,表达产物具有代谢木糖的作用.结论:成功地克隆了大肠杆菌的木糖异构酶基因,并实现用pAOX1系统在P. pastoris中表达中木糖异构酶,为用P. pastoris规模化生产重组木糖异构酶奠定了基础.     

Some Properties of the Xylose/Glucose Isomerase of Immobilized Arthrobacter sp. Cells

The study of the xylose/glucose isomerase–containing Arthrobacter sp. B-5 cells immobilized in cobalt hydroxide gel showed that immobilization increases the substrate affinity of the enzyme, its thermo- and pH-optima of action and stability, and makes the addition of stabilizing cobalt ions to the isomerization medium unnecessary.     

透明颤菌血红蛋白基因表达载体构建及转化地被菊研究

根据透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因Vgb序列设计引物,采用PCR法从pTPV-Vgb载体上克隆Vgb片段并添加酶切位点XhoⅠ,构建植物表达载体pCAMBIA1301-Pmi-Vgb。通过农杆菌介导法转化地被菊品种‘粉地毯’叶片,期望获得耐水湿能力提高的安全转基因地被菊植株。经过共培养、筛选、分化等步骤共获得了32个抗性芽。PCR检测结果表明8株呈阳性,氯酚红试验表明标记磷酸甘露糖异构酶基因(Pmi)在转基因株系中均有表达。该结果为进一步研究Vgb基因在地被菊耐水湿方面的作用奠定了基础。     

7号淀粉酶链霉菌M1033木糖异构酶基因序列分析

测定了来自海南的7号淀粉酶M1033木糖异构酶(Ⅺ)基困的DNA序列。：该酶的结构基因由l161bp组成,相当于387个氨基酸残基。其GC含量为72．1克分子％,密码子第三位的Gc利用率达98克分子％。在氨基酸序列上,M1033的木糖异构酶与其它放线菌菌株的相比具有较高的同源性;特别是与3种链霉菌菌株的同源性高达90%左右。     

B.thuringiensis穿梭载体的构建及cry1C基因的表达

以ＵＣ１９为母体,克隆了Ｂｔ ｋｅｎ－Ａｇ（Ｂ。．ｔｈｒｕｉｎｇｉｅｎｓｉｓ ｓｕｂｓｐ．ｋｅｎｙａｅ Ａｇ）的复制起始区（～１．６ｋｂ）、ｐＵＣ４Ｋ的ａｐｈ１基因,构建成穿梭载体ｐＨＶ－１,ｐＨＶ－１在Ｅ．ｃｏｌｉ中经１００个世代,质粒保持率在８０％以Ｂｔｉ ４Ｑ８（Ｂ．ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ ｓｕｂｓｐ．ｉｓｒａｅｌｅｎｓｉｓ ４Ｑ８）中经４０个世代,质粒保持率在８０％以上,将Ｂ．ｌｉｃｈ     

CMO,BADH双基因植物表达载体的构建

以pC1303质粒和pC1391质粒为基础,利用载体pBIUC和pBIB构建了分别有Ubi启动子、35S启动子调控的带有控制甜菜碱合成的CMO和BADH的植物表达载体pC1303-Ubi-CMO-35S-BADH,为进一步开展提高植物抗逆性基因工程提供了基础.     

变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA的克隆及蛋白表达

克隆并表达变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA。以变形链球菌UA159的耐氟菌株全基因组为模版,PCR扩增ropA基因并与p MD-18T克隆载体连接构建重组克隆质粒,测序鉴定。Bam HⅠ、HindⅢ双酶切重组克隆质粒,回收目的基因片段并与p Pro EX HTa表达载体通过粘性末端连接构建重组表达质粒,转化入大肠埃希菌感受态细胞DH5α,IPTG诱导,SDS-PAGE检测Rop A表达量。测序结果为变形链球菌UA159的耐氟菌株ropA基因碱基序列与亲代菌株UA159完全一致。SDS-PAGE结果显示IPTG成功诱导Rop A蛋白表达,并且随诱导时间的延长蛋白表达增多。变形链球菌UA159耐氟菌株的耐酸相关基因ropA未发生突变,说明变形链球菌耐氟菌株耐酸性增强不是由ropA碱基序列的改变导致。本研究成功诱导Rop A蛋白表达,为后续研究Rop A蛋白功能奠定了基础。     

The Expression of the Bacterial Gene for Xylose(Glucose) Isomerase in Transgenic Tobacco Plants Affects Plant Morphology and Phytohormonal Balance

The gene encoding xylose(glucose) isomerase (P00944, EC 5.3.1.5) in Escherichia coli was put under the control of the 35S CaMV promoter and transferred to Nicotiana tabacum L. plants using an Agrobacterium tumefaciens vector. Transgenic plants, which synthesized an active bacterial enzyme, were characterized by the accelerated development of the root system, more rapid accumulation of total plant weight, and larger leaves. These changes were correlated with a changed hormonal balance and a changed activity of the chloroplast-gene expression.     

粘质沙雷氏菌几丁质酶基因ChiA克隆及生物信息学分析

通过生物信息学技术对Chi A基因序列进行分析预测,了解Chi A的基因结构及蛋白质性质。从自有菌株(粘质沙雷氏菌Serratia mareescens S68)中克隆到几丁质酶基因Chi A,利用相关软件对Chi A基因序列进行分析预测。Chi A基因全长1 714 bp,开放阅读框编码563个氨基酸,推测其编码的蛋白质分子量为60 983.8Da,等电点为6.35,是一种稳定的亲水性蛋白质。预测Chi A可能存在信号肽,切割位点在第23~24位氨基酸之间,1~23位氨基酸为其跨膜结构,其余肽链位于细胞外。Chi A主要存在3种二级结构元件,在二级、三级结构中都有体现。该Chi A是一种水溶性蛋白质,结构稳定且可以分泌到胞外。