甲基营养菌Methylobacterium sp. MB200中部分一碳代谢相关基因的定位及mtdA和mtdB 基因的克隆研究

以甲基营养细菌Methylobacterium sp. MB200为出发菌株,首先利用质粒转座子(pTnMod-RKm’)构建了目的菌株MB200的部分突变体库,获得能够在双抗性MMII板上生长的突变体共11552株,然后在双抗性MMI板上复筛获得不能够利用甲醇的突变体333株(初步认为是一碳代谢途径被破坏的突变株),为一碳代谢相关基因的克隆研究奠定了基础。随后利用TAIL-PCR技术快速准确地从突变体库中定位了部分与一碳代谢相关的基因,并根据pTnMod-RKm’具有复制起始位点能够快速克隆插入位点侧翼序列的特性克隆到mtdA和mtdB基因的全序列并进行了初步分析。     

温室黄瓜根结线虫发生地土壤微生物宏基因组文库的构建及其一个杀线虫蛋白酶基因的筛选

【目的】本研究旨在通过非培养手段构建和筛选宏基因组文库,以求找到新型的杀线虫蛋白酶基因。【方法】采用密度梯度离心法提取和纯化温室土壤微生物总DNA,经平末端、连接、包装、转染后,构建宏基因组Fosmid文库,同时,以脱脂奶为底物,以根结线虫为靶标,对文库进行功能初筛。【结果】该文库库容31008个克隆,平均插入片段36.5kb,包含1.13Gbp的微生物基因组信息,适合大规模的微生物功能基因筛选,通过功能初筛,筛选到1个含杀线虫蛋白酶基因的Fosmid克隆(pro12)。进一步构建和筛选出亚克隆(espro124a5),通过对基因结构进行了初步分析发现:espro124a5是一种分泌型胞外蛋白酶,与来自于Maricaulis maris MCS10(accession no.YP_756822at NCBI)的丝氨酸蛋白酶S15仅有45%的同源性,是一种新型的丝氨酸蛋白酶,有其保守的催化三元组:Asp469、His541和Ser348。【结论】密度梯度离心法提取到的DNA纯度高、片段长,完全能满足构建宏基因组Fosmid文库的要求;同时,构建的宏基因组Fosmid文库库容大,有利于我们从中筛选其他的微生物基因资源。     

RNA干扰文库及其在功能基因组学研究中的应用

随着人类基因组大规模测序的完成,下一步的挑战是了解每一个基因的功能 . RNA 干扰文库为大规模基因功能筛选提供了可能 . 虽然用于线虫等模式生物的 RNAi 文库,已经证明是大规模基因功能筛选的有效方法,但这些文库不能用于高等动物的细胞 . 自 2003 年以来,用于人的细胞和哺乳动物细胞的 RNAi 文库取得了突破,相继出现构建已知基因 RNAi 文库和构建随机 RNAi 文库的报道,并成功地应用于大规模基因功能的筛选 . RNAi 文库作为一种简单、高效、大规模、高通量的功能基因组学研究的工具,将在基因功能研究、发现新的药物靶基因、发现疾病相关基因等方面有广阔的应用前景 .     

人源抗A型肉毒毒素单链抗体的体外亲和筛选

以重组制备的A型肉毒毒素保护性抗原为配体,对人源噬菌体免疫抗体文库进行体外定向亲和筛选,获得特异结合子,其中与抗原高亲和力结合的抗体克隆B17基因全长750bp,可编码250个氨基酸,抗体可变区基因同源分析表明,分属VH4和κ chain Ⅱ家族,是一株人源特异单链抗体基因。人源单链抗体B17在大肠杆菌中获得了重组表达,表达产物可以竞争特异肉毒抗毒素马血清与抗原的结合,是国内首次获得的抗A型肉毒毒素保护性抗原的人源单链抗体,可以在肉毒毒素检测和治疗研究中发挥作用。     

棉铃虫幼虫唾液腺cDNA文库的构建及EST分析

棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫唾液中的各种酶类及各种生化组分在棉铃虫与植物相互作用及协同进化中起到重要作用; 唾液腺是棉铃虫唾液成分的合成器官。本研究通过构建棉铃虫幼虫唾液腺全长cDNA文库, 测序得到1 502条EST序列, 聚类分析后获得821个unigenes, 为筛选棉铃虫与寄主互作信号因子提供基因信息资源。使用Blast2 GO软件对821个unigenes进行了比对和功能注释, 初步获得棉铃虫幼虫唾液腺中mRNA的构成特征。结果显示, 在棉铃虫唾液腺ESTs文库中, 鉴定得到脂类相关消化酶基因17个, 糖类相关消化酶基因5个, 半胱氨酸蛋白酶基因1个, 丝氨酸蛋白酶基因20个（其中16个为新发现）, 提示唾液腺的主要功能是分泌消化酶进行预消化; 还发现在棉铃虫幼虫唾液腺中存在表皮蛋白、 气味结合蛋白和化学感受蛋白基因。结果为研究棉铃虫预消化系统打下基础。     

脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白结合肽序列的亲和筛选

应用噬菌体展示肽库技术,以重组的脑膜炎大肠杆菌致病蛋白IbeA作为靶分子,经过吸附-洗脱-扩增-再吸附的亲和筛选,随机挑选亲和力强的噬菌体克隆,进行ELISA、竞争抑制实验和序列测定。结果显示,经3轮淘选后,间接ELISA鉴定得到高亲和性结合IbeA蛋白的15个阳性克隆。竞争抑制实验结果表明,游离IbeA蛋白能竞争抑制噬菌体结合肽克隆与固相包被的IbeA蛋白的结合,其抑制作用随游离IbeA蛋白浓度的降低而减弱。测序结果得到5种阳性噬菌体克隆展示肽序列。上述结果提示以脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白为靶筛选所获得的噬菌体12肽克隆,具有特异性,其结合肽序列呈现相对保守性。建立的从噬菌体随机肽库筛选IbeA蛋白结合肽的方法具有方便、灵活和高效可行的特点。     

嗜水气单胞菌感染的中华鳖主要器官差减cDNA文库的构建

以致病性嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）人工感染的中华鳖（Trionyx sinensis）肝、脾、肾组织为材料,应用抑制性差减杂交（SSH）技术,构建了嗜水气单胞菌感染组织的差减cDNA文库。以中华鳖管家基因-βactin作为差减指标检测该文库差减效率达210倍,表明感染细菌后某些差异表达基因得到了相应倍数的富集。将获得的cDNA片段连接到pMD18-T载体并转化大肠杆菌DH5α感受态细胞。PCR阳性检测显示差减片段在150—800bp之间。该差减cDNA文库的构建为快速分离和鉴定中华鳖与细菌感染相关的免疫基因及从分子水平探讨中华鳖的病理和抗感染免疫机制奠定了基础。     

新疆艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性分析

【目的】了解新疆艾比湖湿地国家级自然保护区非培养土壤细菌群落组成及多样性。【方法】采用非培养法直接从湿地土壤提取总DNA进行16S r RNA基因扩增,构建细菌16S r RNA基因克隆文库。使用MspⅠ和AfaⅠ限制性内切酶对阳性克隆进行16S r RNA基因扩增片段的限制性酶切分析(Amplified r DNA restriction analysis,ARDRA),挑取具有不同双酶切图谱的克隆进行测序,序列比对并构建16S r RNA基因系统发育树。【结果】从土壤细菌的16S r RNA基因文库中随机挑取75个不同谱型的克隆子,共得到58个OTUs,系统发育归类为8个细菌类群:绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrob)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。其中,变形菌门为第一优势菌群,拟杆菌门为第二优势菌群,两者约占总克隆的65%。【结论】艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性丰富,且存在一定数量的潜在微生物新种。     

三氯乙烷污染地地下水中Dehalobacter属细菌定量与多样性分析

[目的]对某公司6个以1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-Trichloroethane,1,1,1-TCA)为主要污染物的地下水样品中的降解微生物Dehalobacter spp.(Dhb)进行相对定量和多样性分析.[方法]采用气相色谱法测定6个样品中1,1,1-TCA、1,1-二氯乙烷(1,1-DCA)和氯乙烷(CA)的浓度;通过定量PCR法分别测定6个样品中Dhb占总菌的百分比;以16S rRNA基因通用引物和Dhb特异性引物扩增获得的PCR产物构建了6个样品的Dhb特异性克隆文库,所得序列与GenBank中的最相似序列构建系统发育树.[结果]6个样品中均有1,1-DCA和(或)CA的检出,推测此6处地下水中1,1,1-TCA可能存在生物降解.定量PCR结果表明,6个样品中Dhb丰度差异较大.6个Dhb特异性克隆文库获得41条序列,序列比对结果表明,与它们最相似的已知分类地位的序列全部属于Dhb属.这些序列按99％的相似性被划分成7个可操作性分类单元(OTU).其中24条序列属于OTU1,该OTU的序列与已知能阵解1,1,1-TCA的Dehalobacter sp.str.TCA1的16S rRNA基因序列相似性达98％;文库中的3个OTU与GenBank中16S rRNA基因序列同源性最高仅为95％-96％.[结论]该污染场地地下水中存在多样性较丰富的降解微生物Dehalobacter属细菌,它们可能与现场的1,1,1-TCA生物降解有关.     

敦煌莫高窟第98窟壁画表面菌斑的群落结构分析

【目的】确定第98窟壁画表面白色污染物内微生物微观特征, 分析其群落组成、结构特点及诱发壁画病害微生物产生的因素, 为石窟寺保护和旅游管理提供建议。【方法】利用无菌手术刀收集壁画表面白色污染物样品; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析样品中微生物体微观形貌; 通过提取样品总DNA、扩增细菌16S rDNA、构建克隆文库、测序和系统发生关系分析等技术研究壁画微生物群落组成与结构特点。【结果】壁画白色污染物中存在大量具有微生物特征的结构体, 形态多呈短杆状和卵圆形, 大小在 (3.0?5.5)?μm×(1.5?2.5) μm之间。共得到克隆文库序列111条, 主要为变形菌门γ-变形菌亚门肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与假单孢菌科(Pseudomonadaceae)成员。群落组成和结构分析表明所得序列主要隶属于肠杆菌属(Enterobacter)、埃希菌属(Escherichia)、固氮菌属(Azotobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和克雷伯菌属(Klebsiella); 埃希菌属和肠杆菌属为优势属, 分别占克隆文库中总序列的46.8%和35.1%, 二者在自然界分布广泛, 大多属于人类致病菌。【结论】莫高窟第98窟壁画表面白色污染物主要为病害细菌生长所形成的菌斑群落集成。变形菌门在壁画细菌克隆文库中占绝对优势, 壁画病害微生物的出现和蔓延可能与该洞窟之前长期旅游开放存在一定关联。