花生四烯酸产生菌的原生质体诱变育种

采用化学诱变剂硫酸二乙酯(DES)对由高山被孢霉出发菌株M3-18制备的原生质体进行诱变育种.实验结果表明,采用体积分数为10%的DES诱变3min,可获得高产突变株M20,其花生四烯酸产量比对照株M3-18提高了4.4倍,而且突变株的继代遗传稳定.说明采用原生质体诱变育种是获得花生四烯酸高产菌株的有效方法.     

高山被孢霉Δ~6-脂肪酸延长酶基因在巴斯德毕赤酵母中的表达

长链多不饱和脂肪酸花生四烯酸(ARA,C20:4n-6)是合成生物活性物质类二十碳烷酸的初级底物神经组织的重要组成成分.Δ6-脂肪酸延长酶是花生四烯酸Δ6-合成途径的关键酶之一.根据已经报道的Δ6-脂酸延长酶基因序列设计引物,分别从产花生四烯酸的丝状真菌高山被孢霉ATCC16266菌株基因组和cDNA扩增得到该序列.经序列分析后,将来源于cDNA的序列连接到毕赤酵母表达载体pPIC3.5K上,得到重组质PIC3.5K-ELO.用电击转化法将重组载体pPIC3.5K-ELO转化到巴斯德毕赤酵母GS115中,在缺省培养基筛选得到毕赤酵母转化菌株pPIC3.5K-ELO.在适宜的培养条件下,添加外源底物γ-亚麻酸(GLA)和诱导物醇诱导基因表达.气相色谱分析表明该基因在毕赤酵母中得到了表达,底物GLA转化为二高γ-亚麻酸GLA),转化效率为28.91%.对Δ6-脂肪酸延长酶进行跨膜分析,表明该蛋白为具有7个跨膜域的膜结合蛋白.     

花生四烯酸产生菌的原生质体诱变育种

采用化学诱变剂硫酸二乙酯（ＤＥＳ）对由高山被孢霉出发菌株Ｍ３－１８制备的原生质体进行诱变育种,实验结果表明,采用体积分数为１０％的ＤＥＳ诱变３ｍｉｎ,可获得高产突变株Ｍ２０,其花生四烯酸产量比对照株Ｍ３－１８提高了４．４倍,而且突变株的继代遗传稳定。说明采用原生质体诱变育种是获得花生四烯酸高产菌株的有效方法。     

深黄被孢霉Δ12-脂肪酸脱氢酶基因RNAi表达载体的构建

 深黄被孢霉是国内研究生产γ-亚麻酸(γ-linolenic acid,GLA)和花生四烯酸(Arachidonic acid,AA)等多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid,PUFA)的主要产油丝状真菌.前期的实验结果表明,深黄被孢霉M6-22具有潮霉素抗性,而且目前也没有关于深黄被孢霉营养缺陷型菌株的报道,限制了一些基于深黄被孢霉菌株进行遗传操作的研究.研究以红色荧光蛋白DsRED基因作为报告基因,构建能同时用于丝状真菌外源基因和RNAi表达载体pS-DsRED.通过PEG/CaCl₂原生质体转化法将pS-DsRED导入深黄被孢霉M6-22中进行表达,成功获得产粉红色的阳性菌落,并在此基础上构建了深黄被孢霉Δ¹²-脂肪酸脱氢酶基因RNAi表达质粒pSREDMID12RNAi,为下一步目的基因的敲除和基因功能分析奠定了基础.     

高山被孢霉高产ARA的原生质体融合子筛选

利用原生质体融合技术,对两株单一优良性状差异显著的高山被孢霉菌株F24和G12进行原生质体融合,再采用双灭活或流式细胞分选法筛选优良性状相结合的高产菌株,对双亲菌株原生质体的制备、融合和再生的相关条件进行了研究,并对双灭活和流式细胞分选的具体方法进行了研究.经研究发现,采用培养16 h的高山被孢霉菌丝于混合酶液(蜗牛酶15.0 mg·m L~(-1)、纤维素酶6.0 mg·m L~(-1)、溶菌酶0.5 mg·m L~(-1)和几丁质酶0.2 mg·m L~(-1))中30℃酶解4 h为原生质体制备的最佳条件.并探究得出两种融合子筛选方法的最佳方案,成功筛选出融合子,进一步再生培养验证ARA产量,最终挑选出一株ARA产量达6.32 g·L~(-1)的高产菌株.以前尚未发现此方法在高山被孢霉上的应用,为高山被孢霉育种提供了一种有效的手段.     

调节己糖磷酸途径提高被孢霉花生四烯酸产量

研究了己糖单磷酸途径在被孢霉生产花生四烯酸中的作用。对被孢霉中己糖单磷酸途径的关键酶－葡萄糖－6－磷酸脱氢酶（G6PDH）活性的变化与生物量、油脂和花生四烯酸合成的关系进行了分析，结果表明在被孢霉发酵生产花生四烯酸的过程中，G6PDH活性的变化与生物量、总油脂产量、花生四烯酸含量及产量成正相关。利用0．8g/L谷氨酸对G6PDH进行正调节，可进一步提高被孢霉生物量、总油脂产量、花生四烯酸含量及产量。     

尿素包合法富集花生四烯酸的热力学研究

针对高山被孢霉菌体油脂的脂肪酸成分,进行了尿素包合法富集花生四烯酸的热力学计算。结果表明:25℃时,收率为100%时,理论纯度86.49%。为尿素包合法富集花生四烯酸的结晶学研究提供理论指导,也为工业放大提供基础数据。     

深黄被孢霉△6-脂肪酸脱氢酶基因敲除及鉴定

以产油丝状真菌深黄被孢霉M6-22(Mortierella isabellina 6-22)为出发菌株,利用亚硝基胍诱变技术筛选到一株对潮霉素药物敏感的菌株Mortierella isabellina 6-22-4,同时构建了含有潮霉素抗性基因表达单元和深黄被孢霉△6-脂肪酸脱氢酶基因5'与3'端部分同源序列的重组质粒PD4MI6,用于对深黄被孢霉△6-脂肪酸脱氢酶基鼠的敲除.通过PEG/CaCl2介导的原生质体转化法,将质粒PD4MI6转化入深黄被孢霉M6-22-4菌株.转化子经潮毒素抗性选择平板筛选、分子检测获得了一个△6-脂肪酸脱氢酶基因缺失的突变株Mut6.气相色谱分析结果显示,该突变株γ-亚麻酸特征峰消失,相应地亚油酸产量显著增加.培养结果表明该突变株的菌落形态、颜色及生长状况与出发菌株M6-22或M6-22-4相比均有显著改变.     

一株新型花生四烯酸生产菌株高山被孢霉LU166的形态调控及维生素培养优化

以本课题组自主分离并鉴定的一株花生四烯酸(arachidonic acid,ARA)生产菌株,即高山被孢霉(Mortierella alpina)LU166为研究对象,首先利用凹槽摇瓶培养,较为稳定地将菌体形态控制为刺突状小球,这一形态比絮状和大球状更有利于油脂和ARA的积累.在此基础上优化了4种B族维生素(VB_1、VB_(12)、生物素和泛酸钙)的添加量,并复合添加优化后的维生素浓度,最终获得的菌体生物量、油脂和ARA产量分别达到24.74,12.66和6.46g/L,相比对照组分别提高了10%,30%和16%.     

表面活性剂对被孢霉产花生四烯酸的影响

筛选了对被抱霉产花生四烯酸(AA)最佳的表面活性剂并确定了其最佳质量分数，发现0．3％ Tween20最有利于提高被孢霉的从产量，并研究了0．3％Tween20对被抱霉发酵体系的KLα值、被抱霉生长、油脂和从合成等的影响．结果表明：0．3％Tween20可以提高被抱霉发酵体系的KLα值，虽然0．3％Tween20对被抱霉生长和油脂合成没有明显的影响，但显著地提高了从在油脂中的含量，从而最终提高从产量．尤其在第7d，从产量达1．61g／L，为对照组第7d所得的1．31倍．     

核酶转基因载体的构建及在烟草原生质体中对TMV感染的抑制作用

设计切割烟草花叶病毒RNA的锤头型核酸Rz－2，分别以pKyLx7和pBin19为载体，构建含Rz－2基因及核酸和底物连接的RzSb－2基因的重组质粒，通过三亲交配将目的基因转入土壤农杆菌中的Ti质粒．重组Ti质粒通过PEG法转化烟草原生质体，同时对转化的原生质体接种TMVc一定时间后以半叶法检测原生质体中病毒的侵染性．结果表明转基因原生质体中TMV侵染性明显低于未转基因的对照，推测病毒在转基因的原生质体中复制受到干扰；且核酸Rz－2（正向）表达后作用最为明显，核酸连底物RzSb－2（正向）与RzSb～2（反向）之间有明显差别．     

大麦黄矮病毒（BYDV）外壳蛋白基因在小麦原生质体中的稳定转化

实验采用ＰＥＧ介导法转化小麦，用ＧＵＳ基因作为标志，用荧光法测定Ａｃｔｌ－ＧＵＳ、Ｅｍｕ－ＧＵＳ、３５Ｓ－ＧＵＳ三种质粒转化小麦细胞后的瞬间表达强度，以比较Ａｃｔｌ、Ｅｍｕ、３５Ｓ三种启动子在小表中的表达强度．结果表明，Ａｃｔｌ和Ｅｍｕ的强度大致相等，均比３５Ｓ强．采用Ｅｍｕ为启动子带ＢＹＤＶＣＰ基因的质粒和经改造过的Ａｃｔ１为启动子带有抗潮霉素选择标记基因的质粒共转化小麦“济南１７７”的原生质体．转化６ｄ后，用潮霉素进行筛选，最后得到两块抗潮霉素的愈伤组织，转化后４个月，经ＰＣＲ检测，证明ＣＰ基因已整合进一块愈伤组织的细胞基因组中．     

甘蓝型油菜FAE1基因启动子的克隆和瞬时表达载体的构建及功能分析

油菜脂肪酸延长酶基因FAE1是广泛存在于植物中并定位于内质网上的一种能催化脂肪酸碳链延长的酮脂酰CoA合成酶,根据GenBank上已知的植物FAE1基因启动子序列设计引物,以从甘蓝型油菜(Braccica napus.L)叶片中提取的总DNA为模板,进行PCR扩增,获得了1 328 bp的片段.回收该片段,并连接到pMD18-T载体测序.序列在NCBI进行blast比对,同源性为99.78%,说明该片段与植物中已知的FAE1基因的启动子序列有极高的相似性.将该片段替换掉改造后的pBI221上面的35S启动子从而构建了原生质体瞬时表达载体.然后通过PEG介导的方式将含有FAE1启动子驱动的荧光素酶报告基因(LUC)表达载体导入油菜原生质体中,研究报告基因表达量,证明出脱落酸(ABA)影响了报告基因的表达,随着ABA浓度的不断增加,LUC的表达量呈现逐步下降的趋势.     

烟草种间叶肉原生质体融合方法的研究

利用PEG法、高Ca2 高pH法和PEG-高Ca2 高pH法等三种原生质体融合方法,对普通烟草K326和黄花烟草叶肉原生质体进行融合,结果表明,PEG-高Ca2 高pH法的有效融合率最高,融合效果最好.并同时对影响烟草叶肉原生质体融合的其它因素进行了研究和探讨.     

Efficient transformation and expression of gfp gene in the edible mushroom Pleurotus nebrodensis

An efficient transformation method mediated by PEG-protoplasts was developed for the newly commercial edible mushroom Pleu-rotus nebrodensis. Two plasmids were used to co-transform protoplasts of P. nebrodensis. One plasmid is pAN7-1 containing a positive selectable marker gene hph conferring hygromycin B resistance. Another plasmid is pBIue-GFP containing a reporter gene gfp conferring green fluorescent protein. PCR and Southern blot analysis showed that hph gene or/and gfp gene were integrated into the genome of P.nebrodensis transformants. The transformation efficiency of the positive selectable marker gene hph was 3 transformants per microgram of plasmid pAN7-1 DNA, which was about 30 times higher than that previously reported in thoroughly studied Pleurotus species such as Pleurotus ostreatus. The transformation efficiency of the reporter gene gfp was 9 transformants per microgram of plasmid pBlu-GFP DNA. The co-transformation efficiency was 23.68%. This is the first report that a "reporter" gene, green fluorescent protein gene can be successfully stably expressed in this Pleurotus species.     

金银花U6启动子的克隆及转录活性分析

U6启动子是构建CRISPR/Cas9体系中驱动sgRNA转录的重要元件。利用聚合酶链式反应方法,从华金6号金银花中克隆到3种U6启动子,并分别构建5个不同长度的启动子驱动GUS的植物融合表达载体。以CaMV35S作为阳性对照实验,农杆菌作为阴性对照实验,采用农杆菌瞬时转化法对烟草原生质体进行转染,GUS染色后置于显微镜下观察原生质体的染色数量和效率。根据染色结果,成功筛选出Chr01 U6-F1这一高效转录的启动子,为后期开展金银花的基因编辑奠定了基础。