绿色木霉内切几丁质酶基因的克隆及其毛壳菌转化*

利用PCR方法从Trichoderma viride的基因组DNA中克隆了一个42kDa的内切几丁质酶基因,扩增的长度为1672bp,其中包含了启动子和mRNA的编码区。将该基因与来自构巢曲霉的色氨酸启动子相连后,通过原生质体转化将该基因导入球壳毛壳菌CG10。内切几丁质酶活性的测定结果表明,约1/3转化子的内切几丁质酶活性得到了明显提高。本实验为利用基因工程方法提高毛壳菌的生防能力打下了较好的基础。     

电脉冲穿孔法将几丁质酶基因导入巨大芽胞杆菌

为了探索适宜于巨大芽胞杆菌电脉冲转化条件,将带有沙雷氏菌几丁质酶编码基因的穿梭质粒转化到植病生防菌—巨大芽胞杆菌B1301中。以芽胞杆菌B1301对数期细胞为感受态细胞,采用不同的电击转化条件进行转化,通过转化率和几丁质酶活性表达认为巨大芽胞杆菌的最佳电击转化条件为电压1000 V/mm,电容25μF,电阻400Ω,转化率为9.6×104/μg质粒,几丁质酶活性表达的菌株几率为41.67%。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌启动子探针载体的构建

目的：为了研究嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）启动子结构与功能。方法：以pSV-β-galactosidase质粒为骨架,通过定点突变的方法引入一个新的BstBⅠ单酶切位点,构建能在大肠杆菌（Escherichia coli）中正常复制的启动子探针载体。利用PCR的方法将A.ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段克隆到探针载体β-半乳糖苷酶基因上游以替代其原有启动子（gpt启动子）,并将重组的质粒转化E.coliDH5α菌株。通过检测宿主细胞的β-半乳糖苷酶活性,来鉴定启动子片段,并分析了启动子探针质粒载体的功能及启动子的强度。结果：pSV-β-galactosidase质粒被正确突变,成功构建了启动子探针载体pSVB。来源于A. ferrooxidans菌的启动子片段可驱动β-半乳糖苷酶基因在E.coli细胞中表达,转化子酶活性约为gpt 启动子驱动下活性的70 %。结论：启动子探针载体（pSVB）可用于A. ferrooxidans菌或者其它原核生物启动子的分离及进一步的分析研究。酶活性分析结果表明,来源于A. ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段具有显著启动子活性。     

几丁质酶表达质粒pKChiA和pMChiA的构建及表达

从质粒pLCHIA中切出含粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）几丁质酶基因（chiA）的1.8kb HinfI片段,将其插入到表达载体pKK223-3强启动子Ptac下游的SmaI位点内,构建成几丁质酶表达质粒pKChiA。再用内切酶BamHI从pKChiA质粒中切出2.1kb Ptac-ChiA片段,并将其重组到质粒pMC71A的单一BamHI位点内,构建成另一种几丁质酶表达质粒pMChiA。这两种质粒可在大肠杆菌HB101和JM105中高效表达,几丁质酶表达水平比质粒pLCHIA高1－3倍。     

一种新型几丁质酶基因LcChi2在转基因水稻中的功能分析

LcChi2是从羊草中克隆获得的一种新型几丁质酶基因,生物信息学分析表明该基因表达一个Ⅱ类几丁质酶,属于19家族。在双子叶模式植物烟草中过表达该基因表现为抗真菌病害的生物学功能提高,然而在单子叶植物中是否具有抗病功能至今未知。以吉林省主栽水稻品种吉粳88为供试材料,构建了含LcChi2基因和除草剂筛选标记Bar基因的双价植物表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化方法成功获得LcChi2和Bar基因过表达的转基因水稻。T_1代转基因水稻的PCR、RT-PCR和几丁质酶活性检测结果表明LcChi2基因已成功整合到水稻基因组中,并且表达产物表现出较高的外源几丁质酶活性;稻瘟病活体接种实验结果证明该基因显著提高了水稻的抗病性;抗除草剂鉴定结果表明获得的转基因水稻新材料同时具有除草剂抗性。研究结果证明LcChi2基因可有效提高单子叶植物的抗病性,该基因在利用现代生物技术开展抗病作物遗传改良方面具有重要的应用价值。     

球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102 纤维素酶基因及其表达条件

[目的]生物质的利用是当前生物技术研究的一个热点.本小组分离到一株高效降解纤维素球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102,本文拟探索研究此菌的纤维素酶表达系统并寻找影响酶基因表达的关键因素.[方法]通过对NK102测序,本文界定了球毛壳菌NK102的主要纤维素酶编码基因,使用数字基因表达谱升级版(RNA-Seq)的方法得到纤维素酶基因的表达差异,然后观察了营养、物理条件下纤维素酶基因表达和酶活性变化的情况.[结果]发现随着培养时间的延长,纤维素酶基因整体上表达量升高.在所选基因中,外切葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和内切葡聚糖酶基因(cbh1,cdh和egl1)的表达量最高.糖代谢的负调控因子ACE I和CreA的随时间表达量均降低,而Hap2/3/5复合体的表达量反而升高.之后检测了不同碳源培养基对纤维素酶基因表达量和酶活性的影响,发现葡萄糖为强阻遏因子,纤维二糖为其诱导物,而山梨醇没有影响.特别是,我们发现光照也影响纤维素酶基因的表达,黑暗条件明显抑制酶基因的表达.[结论]转录组学的方法可以初步探索纤维素酶表达的规律,酶基因的表达受到营养、物理条件的影响.本研究为揭示球毛壳菌降解纤维素分子机理和阐释生物质糖代谢途径提供了有用参考.     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展*

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因 ,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶 ,该酶N端具信号肽 ,中部是酶的活性区 ,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性 ,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的 ,同时它还是原组织蛋白酶 (pro V Cath)的分子伴侣 ,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶,该酶N端具信号肽,中部是酶的活性区,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的,同时它还是原组织蛋白酶(pro-V-Cath)的分子伴侣,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

以报告基因分析霍乱弧菌噬菌体VP1的预测启动子

VP1为感染并裂解霍乱弧菌的噬菌体,全基因组为环状双链DNA。通过测定该基因组序列,预测出15个可能的启动子区,利用报告基因质粒转化及全噬菌体共感染的策略分析了这些推测启动子在霍乱弧菌中的活性,将预测的启动子区分别克隆到启动子探测lacZ融合质粒载体pRS1274,在转化于大肠埃希氏菌受体菌株JM109中时,所有克隆子均呈现兰斑。同时将质粒电击到缺失了lacZ基因的霍乱弧菌菌株7743△Z,然后用噬菌体VP1感染转化菌株。在转化成功的13个含预测启动子片段的重组质粒中,通过检测β_半乳糖苷酶活性表达随感染后时间的变化,提示P17为早期启动子,P2、P3、P9等为中期启动子,P18为晚期启动子。     

几丁质酶表达质粒pKChiA和pMChiA的构建及表达*

从质粒pLCHIA中切出含粘质沙雷氏菌 (Serratiamarcescens)几丁质酶基因 (chiA)的 1 8kbHinfI片段 ,将其插入到表达载体pKK223-3强启动子Ptac下游的SmaI位点内 ,构建成几丁质酶表达质粒pKChiA。再用内切酶BamHI从pKChiA质粒中切出 2.1kbPtac ChiA片段 ,并将其重组到质粒pMC71A的单一BamHI位点内 ,构建成另一种几丁质酶表达质粒pMChiA。这两种质粒可在大肠杆菌HB101和JM10     

嗜热毛壳菌纤维素酶（CBHⅡ）cDNA的克隆及在毕赤酵母中的表达

嗜热毛壳菌Chaetomium thermophilum CT2是一种土壤腐生菌,可产生具有重要工业生产价值的纤维素酶类。RACE-PCR获得嗜热毛壳菌纤维二糖水解酶Ⅱ（CBHⅡ）的编码基因(cbh2)。DNA序列分析表明cbh2的开放阅读框由1428个碱基组成,编码476个氨基酸。推断的氨基酸序列包含一个典型真菌纤维素酶的糖结合域（CBD）、催化域（CD）以及二者之间富含脯氨酸和羟基氨基酸的连接桥。根据氨基酸序列推算该酶分子量为53kD,属于糖苷水解酶第六家族,具有该家族催化保守区的典型特征。PCR扩增cbh2的成熟蛋白编码基因,利用基因重组的方法构建可在毕赤酵母分泌表达系统中表达纤维二糖水解酶蛋白的重组表达载体,并转化毕赤酵母得到重组子。在毕赤酵母醇氧化酶AOX1基因启动子的作用下,重组蛋白得到高效表达,小规模发酵量达1.2 mg/mL。经硫酸铵沉淀、DEAESepharose Fast flow阴离子层析等步骤纯化了该重组表达蛋白。SDS-PAGE得到重组蛋白分子量为67kD,与从嗜热毛壳菌中纯化的该酶分子量一致。该重组纤维二糖水解酶作用的最适合温度50℃,最适pH4.0,在70℃的半衰期为30min,具有较好的热稳定性。     

组成型表达chi基因的Bt工程菌株构建及其特性

【目的】通过构建能够组成型高效表达几丁质酶的苏云金芽胞杆菌工程菌株,以提高其抑真菌活性。【方法】首先通过PCR扩增获得Bti75菌株chiB全长及系列缺失启动子片段,与本室构建的启动子探测型载体pCB连接,转化Bti75菌株,通过β-半乳糖苷酶活性检测及β-半乳糖苷酶mRNA的Real time-PCR检测,确定了一段长度为190 bp的组成型高效表达启动子。将这一启动子分别与Bti75自身几丁质酶基因chiA以及地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)的几丁质酶基因chiMY连接构建了组成型高效表达的工程菌株Bti75(pDA)和Bti75(pDM)。应用几丁质酶酶活检测、SDS-PAGE及酶谱分析检测了工程菌几丁质酶的表达情况。最后,通过检测工程菌发酵粗酶液对真菌孢子萌发和菌丝生长的影响,评估了工程菌对3种植物病原真菌的抗真菌活性。【结果】在没有诱导物存在的情况下,Bti75(pBPΔ7)菌株表达的β-半乳糖苷酶酶活和β-半乳糖苷酶mRNA的转录量分别是Bti75(pBP)菌株的7倍和2.5倍左右。在没有几丁质诱导的情况下,与野生株Bti75相比,工程菌株Bti75(pDA)和Bti75(pDM)的几丁质酶活性均提高了3.5倍左右。SDS-PAGE及酶谱分析证明目的几丁质酶在非诱导条件下达到组成型高效表达,抑真菌实验显示工程菌Bti75(pDA)和Bti75(pDM)抑制3种植物病原真菌的活性明显提高。【结论】发现190 bp的缺失启动子能够组成型高效表达不同来源的几丁质酶,无需诱导物的诱导,工程菌株就能展现良好的抗真菌能力。     

斜卧青霉L-06内切葡聚糖酶Ⅰ基因的克隆与表达

【目的】克隆斜卧青霉L-06的内切葡聚糖酶Ⅰ基因(egI),并实现其在大肠杆菌内的高效表达。【方法】利用RT-PCR技术克隆了斜卧青霉L-06的内切葡聚糖酶Ⅰ基因(egI),并将egI基因克隆到原核表达载体中,构建了重组质粒pET32a-egI。【结果】转化至大肠埃希菌Rosetta(DE3),经IPTG诱导重组蛋白表达,SDS-PAGE检测结果表明:重组表达产物的相对分子质量约为80 kD,与预期相符。重组表达的菌悬液,经破碎离心,取其上清液,进行纤维素酶活性染色,获得了活性条带。DNS法测得内切酶活力为2.56 IU/mL。【结论】构建了斜卧青霉L-06内切葡聚糖酶Ⅰ的原核表达系统。     

chiA基因在稻根联合固氮菌E26和NG13中的表达

将带有粘质沙雷氏菌几丁质酶基因 (chiA)的 1 8kbHinfⅠ片段分别克隆到表达载体pKK2 2 3 3和质粒pMC71A上 ,构建成几丁质酶表达质粒pKChiA和pMChiA。将这 2种质粒转化稻根联合固氮菌阴沟肠杆菌E2 6 (EnterobactercloacaeE2 6 )和催娩克氏菌NG1 3 (Klebsiellaoxy tocaNG1 3 ) ,chiA基因在这 2菌株中获得高效表达。对表达产物的细胞定位测定表明 ,几丁质酶不仅存在于细胞周间质和胞内 ,而且还分泌到培养物上清液中。在对数生长后期 ,胞外、胞间质和胞内的几丁质酶活性分布分别为 2 3 %～ 2 8%、45 %～ 5 1 %和 2 1 %～ 3 2 %。经SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明 ,表达的几丁质酶蛋白分子量为 5 8kD。在受体细胞内 ,质粒pMChiA的稳定性要比质粒pKChiA高。     

山葡萄几丁质酶基因VCH3启动子的分离及鉴定

利用接头PCR技术首次分离了长度为1 216bp的"双优"山葡萄(Vitis amurensis Rupr.)classⅢ几丁质酶基因VCH3上游启动子序列(GenBank登录号AF441123),并用引物延伸方法鉴定了该启动子的转录起始位点,为5'-ATCAAGCAC-31序列中的第二个A.序列分析结果表明,代表真核基因启动子特征的CAAT盒和TATA盒分别位于VCH3启动子转录起始位点上游-122和-29处.另外,在转录起始位点上游-1 181 bp和-293 bp处各有一个水杨酸(SA)响应的顺式作用元件TGACG.为了鉴定该启动子的功能,将该启动子连接到β-葡糖苷酸酶基因(GUS)编码区的上游构建了VCH3启动子-GUS融合基因,并用农杆菌介导叶盘转化法将该融合基因转入烟草栽培品种NC89中.SA处理的转基因烟草根系和叶片GUS酶活性的荧光和组织化学检测结果表明VCH3启动子的驱动作用被SA诱导,因而该启动子在基因工程中将具有潜在的应用价值.     

枯草杆菌内切葡聚糖酶基因的克隆及表达

以质粒Ｐｕｃ１８为载体,从枯草杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）ＤＢ１０４基因组中克隆到一个内切葡聚糖酶基因。限制酶切分析表明重组质粒中的插入片段为３.５ｋｂ,其中各含有一个ＥｃｏＲＩ,ＨｉｎｄⅢ和ＰｖｕⅡ位点。该插入片段含有一完整的内切葡聚糖酶基因,其自身启动子能被大肠杆菌转录系统所识别。当加入ｌａｃＺα基因启动子的诱导物ＩＰＴＧ后,内切葡聚糖酶表达量提高２.８倍。加入０.５％葡萄糖能抑制该基因的表达。该基因在大肠杆菌ＤＨ５αＦ′中表达的内切葡聚糖酶分布为：胞外６７.３％,胞间周质３.９％,胞内２８.８％。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证实了该插入片段来自供体菌Ｂ．ＳｕｂｔｉｌｉｓＤＢ１０４。     

人Tudor-SN基因启动子荧光素酶报告基因表达质粒的构建及活性检测

目的 将人类Tudor-SN基因的启动子序列片段定向连入pGL3-Basic质粒载体,并进行鉴定和启动子活性检测.方法 以HeLa细胞全基因组DNA为模板,PCR法扩增出目的基因,利用XhoⅠ和HindⅢ双酶切法将目的片段连接到pGL3-Basic载体上.再将构建成功的pGL3-Basic-Tudor-SN-promoter重组质粒和内参质粒β-gal瞬时共转染入宫颈癌HeLa细胞,培养48 h后检测萤火虫荧光素酶活性.结果 双酶切和基因测序法鉴定构建的重组质粒无误,转染重组质粒后可检测到萤火虫荧光素酶活性.结论 成功构建了人类Tudor-SN基因启动子重组质粒,为Tudor-SN蛋白基因调控机制的研究奠定基础.     

用于丝状真菌的苯菌灵标记基因benA表达载体的构建

为了构建适用于丝状真菌遗传转化的表达载体,在质粒pAN52-1的高效组成型三磷酸甘油醛脱氢酶基因启动子PgpdA和色氨酸C基因终止子TtrpC之间加入内切酶NotⅠ和ClaⅠ两个位点,构成质粒pAN52-2;把质粒pAN52-2中从启动子PgpdA到终止子TtrpC的基因片段通过PstⅠ和XbaⅠ酶切位点导入到pUC19载体上,并且应用PCR的方法在启动子Pg-pdA的前端引入HindⅢ酶切位点,构成质粒pUCPT-2;通过PCR,在苯菌灵抗性基因benA两端分别加入内切酶NotⅠ和ClaⅠ酶切位点,并克隆到pGEM-T载体上,得到质粒pGEM-Ben;用NotⅠ分别酶切质粒pUCPT-2与pGEM-Ben,连接苯菌灵抗性基因benA到pUCPT-2上,得到了pUCPT-Ben载体。经PCR、酶切和核苷酸序列检测,证实了PgpdA-benA-TtrpC表达元件连接成功,即得到了苯菌灵抗性基因高效表达载体。     

球毛壳菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因克隆及特性分析

用粗糙脉孢菌(Neurospora crassa,XP_327967)和菜豆炭疽病菌(Colletotrichum lindemuthianu,P35143)的甘油醛_3_磷酸脱氢酶基因(Glyceraldehyde 3_phosphatedehydrogenase,GAPDH)氨基酸序列对球毛壳菌(Chaetomium globosum)菌丝ESTs序列本地数据库进行tBlastn检索,获得了球毛壳菌GAPDH全长cDNA序列。该序列长1240bp,开放阅读框1014bp,编码337个氨基酸组成的多肽,蛋白分子量为36.1kD。用PCR方法克隆了该基因的DNA序列,序列长为1556bp,由2个内含子和3个外显子组成。BlastP同源性分析表明该基因与鹅掌柄孢壳(Podosporaanserine)同源性最高为95%;与米曲霉(Aspergillusoryzae)同源性最低为87%。GAPDH酵母转化子生物功能分析表明转化子对Na2CO3和高温有高的耐受性,证明GAPDH为抗胁迫基因。该基因的cDNA序列、DNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY522719,AY593253,AAS01412)。