三角褐指藻甘油兼养条件下甘油激酶的功能研究

本研究利用RT-PCR结合 RACE 方法扩增出了三角褐指藻甘油激酶(PtrGK)基因全长 cDNA序列,其完整 ORF为2079 bp,编码692个氨基酸。基于上述序列构建了甘油激酶原核表达载体。构建反向互补RNA干扰载体并转化野生型三角褐指藻,得到含有甘油激酶反向互补干扰结构的转基因藻。研究表明：其甘油激酶表达水平、利用某油速率和细胞分裂速度都较野生型藻有了较大程度的下降。说明甘油激酶对三角褐指藻甘油兼养生长的重要作用。     

三角褐指藻PPDK基因RNAi载体的构建和基因枪转化

三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的全基因组序列已经公布,为了把RNAi的技术应用于三角褐指藻的相关研究中,以C4途径关键酶丙酮酸磷酸二激酶基因(PPDK)为试验对象,构建了用于表达与PPDK部分序列同源的发夹RNA(hpRNA)的载体pPPDKi,并用基因枪方法成功将PPDKi和Zeocin抗性基因sh ble共转化到三角褐指藻细胞中.摸索出的较优基因枪转化的条件为:使用50%海水f/2培养基预培养的藻进行微粒轰击,轰击压力10.5 MPa,钨粉直径1.0 μm,轰击距离6.5 cm.PCR 检测结果表明,在Zeocin筛选的阳性藻株中约有60%同时整合了PPDKi序列.将其中6株共转化的转基因藻与野生型藻的生长速率进行比较,发现它们的生长受到4.6%～10.7%的抑制.这可能是PPDKi的表达影响了丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)的活性,从而进一步影响了三角褐指藻的生长,但也有可能是外源片段的插入影响了其他基因的正常表达,导致细胞活动异常.     

二酰基甘油转移酶对三角褐指藻油脂积累及相关环境因子响应的研究

本文应用RT-PCR和RACE方法扩增出三角褐指藻二酰基甘油转移酶(Ptdgat)全长cDNA,其完整编码框(ORF)为1587 bp,编码528个氨基酸.基于克隆所得Ptdgat的ORF构建了反向互补RNA干扰载体,并用基因枪PDS-1000/He转化野生型三角褐指藻,筛选到了所需的阳性转基因藻.实时荧光定量PCR(qPCR)结果揭示:含Ptdgat RNA干扰结构的转基因藻的二酰基甘油转移酶的表达水平比野生型三角褐指藻该酶的表达水平有显著降低;野生型藻和转基因藻的油脂含量定量分析结果揭示:含RNAi干扰结构的转基因三角褐指藻油脂含量也明显低于野生型三角褐指藻.另外本文也揭示了适当浓度的外源培养因子铁、硅和脱落酸(ABA)提高了三角褐指藻Ptdgat基因的表达水平及其油脂含量.     

甘油激酶基因对三角褐指藻理化性质的影响

为了探索甘油激酶(glycerol kinase,GK)基因对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)生长的影响,以GK基因过表达藻株、干扰藻株和野生型藻株为研究对象,测定了其生长情况、GK基因转录水平、GK活性、脂质含量和金藻昆布多糖等参数.结果显示:转基因藻株的比生长速率与野生型藻株无显著差异;过表达藻株GKOE1-8、GKOE7-1的转录水平显著上调,GK活性增强了3.55倍和2.58倍,中性油脂含量增加64.95%和18.49%,金藻昆布多糖含量增加50.89%和42.11%;而干扰藻株GKRNAi3-1、GKRNAi4-1的转录水平则显著下调,伴随着GK活性降低52.34%和6.64%,中性油脂含量减少26.88%和16.98%,金藻昆布多糖含量减少16.99%和10.62%.研究结果表明:在三角褐指藻中,过表达甘油激酶基因可以促进中性油脂和金藻昆布多糖等生物活性物质的积累,这为通过基因工程的手段获得产油率高的转基因藻株提供了参考.     

RNA干扰PEPC对三角褐指藻油脂含量的影响

本文应用生物信息学和RT-PCR方法分别获得了三角褐指藻两个PEPC全长cDNA,分别称为:PtPEPC1和PtPEPC2,前者完整开放阅读框3030bp,编码1009个氨基酸,后者完整开放阅读框2634bp,编码877个氨基酸;基于克隆所得PtPEPC的ORF构建了反向互补RNA干扰载体pPha-PtPEPC1RNAi和pPha-PtPEPC2RNAi,并用轰击法(PDS-1000/He)转化野生型三角褐指藻,筛选鉴定到了所需的阳性转基因藻;实时定量RT-PCR结果揭示:含PtPEPC RNA干扰结构的转基因藻的PEPCase基因的表达水平比野生型三角褐指藻该酶的表达水平有显著降低;野生型藻和转基因藻的油脂含量定量分析结果揭示:含RNAi干扰结构的转基因三角褐指藻油脂含量也明显高于野生型三角褐指藻,油脂增幅达2%~12%.     

毕赤酵母新型反向筛选标记基因的鉴定

利用转座子突变技术构建毕赤酵母菌株突变库,并分离出能够在含雷帕霉素（10 ng/mL）培养基中生长的突变株mut375.通过热不对称交错PCR（TAIL-PCR）获取转座子侧翼序列,对转座子的插入位点进行定位.转座子插入PAS_Chr2-2₀375基因,破坏了其开放阅读框的完整性,将该基因命名为kFPR1.本研究利用同源重组敲除kFPR1基因使毕赤酵母产生了雷帕霉素抗性,回补该基因功能的菌株则不能在含雷帕霉素的培养基上生长.基于kFPR1基因的特性,建立了一种适用于毕赤酵母的无标记基因操作方法.以kFPR1作为反向筛选标记成功构建了表达EGFP的重组菌株并且回收了ZeoR筛选标记,为毕赤酵母的遗传操作提供了新的筛选工具.     

集胞藻PCC6803基因ssl1690缺失突变株的构建

使用BLAST软件对聚球藻PCC7002的裂合酶基因cpcT进行了同源搜索分析,在集胞藻PCC6803中获取了相似程度达68%的同源基因ssl1690.为进一步探讨ssl1690功能,构建了同源缺失突变载体,将其转入蓝藻细胞中,筛选得到基因缺失突变株,并将基因缺失突变株培养于BG11液体培养基中,观察了其生长情况和表型变化.结果表明:基因缺失突变株与野生株相比,生长有所延迟,有漂白现象.通过分离和比较SDS-PAGE电泳突变株与野生株的藻胆体蛋白,发现缺失株存在藻胆体组分蛋白的缺失.故认为集胞藻PCC6803 ssl1690基因功能与光合作用有关,其所编码的蛋白对藻蓝蛋白正常的体内生物合成具有重要作用.     

法夫酵母整合型表达载体的构建

为了建立法夫酵母虾青素代谢途径研究和分子育种的技术体系,构建了法夫酵母的整合型表达载体.通过测定法夫酵母对G418的抗性来确定抗性筛选物的质量浓度,以来源于法夫酵母本身的rRNA基因为基因同源重组片段,利用法夫酵母肌动蛋白启动子和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(gpd)启动子,构建了携带G418抗性基因的整合型载体pMD-18spakta和pMD-18spgktg.结果表明:法夫酵母对20μg/mL质量浓度的G418敏感,将构建的载体转化法夫酵母菌株后,筛选得到了能够在含有G418的培养基上生长的转化子;利用PCR的方法检测到转化子中存在的抗性基因.将筛选得到的阳性菌株连续传代培养10次后,发现该菌株的G418抗性仍然存在;以总DNA为模板,用PCR的方法仍可检测到G418抗性基因.说明已经构建得到了遗传稳定性良好的法夫酵母整合型表达载体,构建的质粒pMD-18spakta和pMD-18spgktg可作为法夫酵母整合载体应用于法夫酵母的DNA重组实验.     

猪粪废水用于三角褐指藻培养的研究

研究了以猪粪废水培养一株三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的可行性.结果表明:猪粪废水经30g/L盐水适当稀释后可直接用于三角褐指藻的培养,无需添加其他营养物质.在污水稀释率为25倍时,藻细胞可良好地生长,最高密度为合成培养基的1.52倍.同时三角褐指藻有效去除了污水中的氮磷,总氮、氨氮和总磷的去除率分别为23%,93%和93%.与合成培养基养殖的藻相比,猪粪废水养殖的三角褐指藻的二十碳五烯酸和多不饱和脂肪酸的含量略有上升,实现了培养三角褐指藻转化废水为生物量并积累多不饱和脂肪酸的资源化.     

屎肠球菌hyl基因突变株的构建

目的：构建屎肠球菌类透明质酸酶（hyaluronidase,hyl）基因突变株,研究hyl基因的功能。方法：用pETX4577质粒构建屎肠球菌hyl基因重组自杀质粒,通过体内同源重组,筛选获得hyl基因的突变株,体外研究hyl基因缺失对突变株生长能力的影响。结果：经同源重组,利用卡那霉素抗性筛选,PCR、脉冲场电泳和southern blot进行鉴定获得基因突变株＊hyl。突变株在体外的生长能力低于野生株。结论：hyl基因突变株构建成功,hyl基因在生长中起着重要的作用,可能是屎肠球菌的毒力因子之一。     

过表达甘油激酶三角褐指藻藻株富集油脂的研究

为了得到高产并符合生物柴油标准的微藻油脂的藻株,本文研究了在外源甘油存在的情况下野生型（WT）三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）,甘油激酶过表达藻株（GKOE）以及甘油激酶RNA干扰藻株（GKRNi）在添加浓度为20 mmol/L外源甘油的培养基中的生长情况、油脂产量以及脂肪酸组成.结果显示：（1）甘油兼养的GKOE藻细胞浓度可达到2.23×107个/mL,明显高于甘油兼养的WT的1.79×107个/mL和GKRNi的1.78×107 个/mL;（2）甘油兼养的GKOE油脂含量可达到31.73%,比甘油兼养的WT和GKRNi分别高了27.20%和26.63%;（3）尼罗红染色显示甘油兼养的GKOE荧光强度比甘油兼养的WT和GKRNi分别高16.26%和17.83%;（4）甘油兼养的GKOE总脂肪酸产量可达到0.052 mg/mL,比甘油兼养的WT和GKRNi高了36.84%和10.64%,说明其油脂适合于生物柴油开发.     

Platelet-derived growth factor-alpha receptor activation is required for human cytomegalovirus infection

Human cytomegalovirus (HCMV) is a ubiquitous human herpesvirus that can cause life-threatening disease in the fetus and the immunocompromised host. Upon attachment to the cell, the virus induces robust inflammatory, interferon- and growth-factor-like signalling. The mechanisms facilitating viral entry and gene expression are not clearly understood. Here we show that platelet-derived growth factor-alpha receptor (PDGFR-alpha) is specifically phosphorylated by both laboratory and clinical isolates of HCMV in various human cell types, resulting in activation of the phosphoinositide-3-kinase (PI(3)K) signalling pathway. Upon stimulation by HCMV, tyrosine-phosphorylated PDGFR-alpha associated with the p85 regulatory subunit of PI(3)K and induced protein kinase B (also known as Akt) phosphorylation, similar to the genuine ligand, PDGF-AA. Cells in which PDGFR-alpha was genetically deleted or functionally blocked were non-permissive to HCMV entry, viral gene expression or infectious virus production. Re-introducing human PDGFRA gene into knockout cells restored susceptibility to viral entry and essential viral gene expression. Blockade of receptor function with a humanized PDGFR-alpha blocking antibody (IMC-3G3) or targeted inhibition of its kinase activity with a small molecule (Gleevec) completely inhibited HCMV viral internalization and gene expression in human epithelial, endothelial and fibroblast cells. Viral entry in cells harbouring endogenous PDGFR-alpha was competitively inhibited by pretreatment with PDGF-AA. We further demonstrate that HCMV glycoprotein B directly interacts with PDGFR-alpha, resulting in receptor tyrosine phosphorylation, and that glycoprotein B neutralizing antibodies inhibit HCMV-induced PDGFR-alpha phosphorylation. Taken together, these data indicate that PDGFR-alpha is a critical receptor required for HCMV infection, and thus a target for novel anti-viral therapies.     

过表达生长相关基因对肺炎克雷伯氏菌甘油代谢的影响

在肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）中过表达生长调控基因,以携带空载体的重组菌为对照,筛选生物量高且目标产物增加的重组菌。摇瓶发酵 24h后测定各重组菌的生物量、甘油消耗及代谢物产量。研究发现,与携带空载体的重组菌相比,过表达编码核糖ABC转运酶的rbsC基因可使生物量和甘油转化率分别提高16.08%和24.69%,1,3-丙二醇和2,3-丁二醇产量分别提高39.59%和19.79%;过表达tRNA核苷酸转移酶基因cca可使生物量和甘油转化率分别提高7.17%和19.16%,1,3-丙二醇和2,3-丁二醇产量分别提高36.24%和13.39%。研究结果表明刺激细菌生长可望促进目标产物的积累。     

小鼠Bpi条件基因打靶载体的构建和鉴定

目的构建小鼠Bpi条件基因打靶载体,为建立Bpi条件基因打靶小鼠模型和深入研究Bpi基因功能奠定基础。方法采用Cre/LoxP系统,选择小鼠Bpi基因第2、3外显子作为条件性敲除的目的片段,并在其两侧插入LoxP位点;运用LA-PCR技术,以129品系小鼠ES细胞基因组DNA为模板分步扩增包括Bpi第2、3外显子(中间同源臂)和上游同源臂在内的3.1 kb基因片段以及下游同源臂4.9 kb基因片段;构建pBSKⅡ-5SLoxP和ploxPFRTNeo-3L重组质粒,将前者酶切产物(3.1 kb)与酶切后的ploxPFRTNeo-3L质粒相连获得Bpi条件基因打靶载体。结果经多个限制性内切酶酶切鉴定和测序证实,构建的pBSKⅡ-5SLoxP、ploxPFRTNeo-3L重组质粒和Bpi条件基因打靶载体结构正确,与设计相符。结论成功构建了小鼠Bpi条件基因打靶载体。     

核盘菌交配型基因mat1-1敲除载体的构建及转化

利用根癌农杆菌介导真菌遗传转化方法对核盘菌的交配型基因mat1-1进行基因同源重组的敲除对比实验,获得了缺失mat1-1基因的转化菌株.先利用PCR方法获得mat1-1基因的左右两侧片段,将测序正确的两个侧翼片段分别重组到农杆菌转化载体PBI-G3C中,并将新霉素抗性标记引入农杆菌转化载体PBI-G3C中,构建成农杆菌介导转化核盘菌的打靶载体ΔPBI-G3CN-mat1-1,再将ΔPBI-G3CN-mat1-1质粒转化至根癌农杆菌EHA105中.利用核盘菌菌丝进行转化,将得到的转化菌株,利用PCR方法进行验证,证实有敲除菌株存在.通过对敲除菌株进行生理表型的测定发现,缺失mat1-1基因的敲除菌株其生长速度与野生核盘菌菌株相比无明显差异,但敲除菌株不能产生菌核与子囊盘.     

Sphingolipid signalling in Arabidopsis guard cells involves heterotrimeric G proteins

In animals, the sphingolipid metabolite sphingosine-1-phosphate (S1P) functions as both an intracellular messenger and an extracellular ligand for G-protein-coupled receptors of the S1P receptor family, regulating diverse biological processes ranging from cell proliferation to apoptosis. Recently, it was discovered in plants that S1P is a signalling molecule involved in abscisic acid (ABA) regulation of guard cell turgor. Here we report that the enzyme responsible for S1P production, sphingosine kinase (SphK), is activated by ABA in Arabidopsis thaliana, and is involved in both ABA inhibition of stomatal opening and promotion of stomatal closure. Consistent with this observation, inhibition of SphK attenuates ABA regulation of guard cell inward K(+) channels and slow anion channels, which are involved in the regulation of stomatal pore size. Surprisingly, S1P regulates stomatal apertures and guard cell ion channel activities in wild-type plants, but not in knockout lines of the sole prototypical heterotrimeric G-protein alpha-subunit gene, GPA1 (refs 5, 6, 7-8). Our results implicate heterotrimeric G proteins as downstream elements in the S1P signalling pathway that mediates ABA regulation of stomatal function, and suggest that the interplay between S1P and heterotrimeric G proteins represents an evolutionarily conserved signalling mechanism.     

P48L和D74N突变影响P16基因功能

应用ＰＣＲ技术，对Ｐ１６抑癌基因进行体外定突变。在Ｐ１６ｃＤＮＡ中引入第４８位密码子ＣＣＧ（Ｐｒｏ）→ＣＴＧ（Ｌｅｕ）和第７４位密码子ＧＡＣ（Ａｓｐ）→ＡＡＣ（Ａｓｎ）突变，构建了ｐ１６－Ｐ４８Ｌ和ｐ１６－Ｄ７４Ｎ突变体，并把它们导入纯合缺失Ｐ１６基因的人肺癌细胞株Ｈ４６０。     

三角褐指藻和小球藻营养成分的对比分析

通过检测三角褐指藻和小球藻的蛋白质、糖、色素、游离氨基酸及不饱和脂肪酸的含量,比较了三角褐指藻和小球藻的营养价值.结果发现:在单个细胞中,三角褐指藻的蛋白质、糖、叶绿素a、类胡萝卜素、游离氨基酸的含量高于小球藻;在1个生长周期(12,d)中,三角褐指藻累积的蛋白质、糖、游离氨基酸、棕榈油酸、二十碳五烯酸(EPA)也高于同龄的小球藻,但叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、油酸、亚油酸、亚麻酸及二十碳烯酸的累积量却低于小球藻.综合分析,三角褐指藻的营养价值不比小球藻低,具有潜在的开发前景.     

三角褐指藻的培养条件研究

对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行了培 养条件研究,结果表明,在20 ℃下,采用去除氮源的No.4基本培养液,起始pH值为8.0,(N H2)2CO为氮源,氮浓度为0.01 mol/ L时,对藻细胞的光合自养生长极为有利,培养10 d,其生物量达441 mg/L.过高的碳酸氢钠 浓度(>0.04 mol/L)易引起培养液pH值的过大改变而导致培养液中出现沉淀,在培养液中加 入葡萄糖有利于藻细胞的生长,光合自养生长生物量浓度较低,混合营养明显促进藻细胞的 生长,且培养液中同时含质量分数0.2%葡萄糖和0.04 mol/L碳酸氢钠后藻生物量达1 630 mg /L,因此光合异养生长明显促进藻细胞的生长.