HCO3 - 高亲和转运蛋白操纵子基因在聚球藻7942 CO2浓缩机制中功能的研究

蓝藻 Synechococcus sp.PCC7942 HCO3 - 高亲和转运蛋白操纵子基因 cmpABCD 是其CO2浓缩机制中的调控基因之一.本研究用携带潮霉素B磷酸转移酶基因(hygromycin B pho transferase, hpt) 筛选标记的同源双臂整合载体pUC-HATH转化蓝藻Synechococcus sp.PCC7942,以潮霉素B作为筛选试剂筛选出具潮霉素B抗性的转化藻,运用引物PCR方法证实潮霉素B磷酸转移酶基因表达盒通过质粒pUC-HATH的介导已定点插入蓝藻 Synechococcus sp.PCC7942 基因组中,成功地构建了具有潮霉素B抗性的cmpBCD 基因插入失活突变藻株.并最终通过比较野生藻Synechococcus sp.PCC7942 和突变藻Synechococcus sp.PCC7942 在不同 Na2CO3浓度的改良BG-11培养基中生长特性,探讨了HCO3 -高亲和转运蛋白操纵子 cmpABCD 基因失活对藻体生长的影响.     

外源基因的导入对Synechococcus sp.PCC7942 SOD活性和同工酶谱的影响

外源DNA导入Synechococcus sp．PCC7942后．通过NBT光化还原和PAGE电泳检测发现转基因藻Synechococcus sp．PCC7942的SOD活性和同工酶谱发生了改变．若外源基因整合在受体细胞染色体DNA上，根据整合位点的不同则能提高或减弱Synechococcus sp．PCC7942的SOD活性，同时增加同工酶谱带．若外源基因不是整合在染色体上而是以质粒的形式存在，则只改变Synechococcus sp．PCC7942 SOD活性而不影响其同工酶谱．     

新型免疫增强蓝藻作为日本鳗鲡黑仔饲料添加剂的实验研究

免疫增强蓝藻是把胸腺素α1(Tα1)基因转移到蓝藻-聚球藻PCC 7942(Synechococcus sp.PCC7942)染色体上后获得稳定表达的转基因蓝藻,经小鼠实验初步表明其有生物学活性并且口服有效.本实验采用该免疫增强蓝藻饲喂日本鳗鲡(Anguilla japonica)黑仔,并采集分离了一种养殖鳗鱼流行性发病弧菌(Vibrio sp.),对饲喂了免疫增强蓝藻的黑仔鳗进行感染试验.实验表明饲喂添加免疫增强蓝藻的饲料后,黑仔鳗各检测组织器官Tα1含量显著提高,免疫增强蓝藻提高了试验鱼的免疫能力,增强了抗逆、抗病菌感染能力,并具有一定的促生长作用.免疫增强蓝藻作为鱼类饲料添加剂适口性好,适宜添加量为(0.5～1)×10-6左右.     

蓝藻接合转移系统以及相关因素

蓝藻是一类进行光合放氧的原核生物,蓝藻因其结构的特点,已经成为表达外源基因的理想宿主之一,而接合转移是蓝藻基因转移系统中普遍使用的一种方法。通过接合转移技术可以深入研究光合作用、细胞分化、氮固定和对环境的抵抗。介绍了有关蓝藻接合转移的载体、质粒以及接合转移在蓝藻中的应用,为蓝藻基因工程发展提供信息。     

蓝藻光合基因psaC在酵母中的转化和表达

聚球蓝藻（Synechococcus sp.PCC 7002）的psaC是光系统I的FA/FB脱辅基蛋白基因,其分子量8.9kD蛋白中含有2个4Fe-4S中心,构建了psaC基因的表达载体pYES2-psaC,将表达载体转化到酵母（Saccharomyces cervisiae）中,Southern杂交证明psaC基因已被转化,诱导培养后的蛋白电泳显示psaC基因获得高效表达。     

运动发酵单胞菌RecET重组系统的构建及应用

为了提高外源基因整合到染色体的效率,在已构建的运动发酵单胞菌-大肠杆菌穿梭载体基础上,构建了RecET表达质粒pSUZM3a-RecET.选取乙醇脱氢酶Ⅰ(adhA)基因作为靶基因,四环素抗性基因(Tcr)作为筛选标记基因,检测RecET重组系统在Z.mobilis中进行基因重组的可行性.将两端带有60bp adhA基因同源臂的四环素抗性基因片段电击转化含有RecET重组系统表达质粒的运动发酵单胞菌ZM4,获得adhA基因缺失突变菌株.对突变菌株adhA基因的PCR产物进行测序发现,adhA基因已被置换为四环素抗性基因.上述结果表明:RecET重组系统在运动发酵单胞菌中具有高效、便捷和可操作性,只需60bp同源臂即可完成同源重组.     

对虾白斑病毒VP28基因在聚球藻中的表达与分析

通过PCR从实验室保存的pMD-VP28质粒中扩增得到对虾白斑病毒囊膜蛋白VP28基因,同时在设计的引物起始密码子前添加促进外源基因在蓝藻中表达的SD序列,引物末端添加限制性内切酶住点BamH I和EcoR I,从质粒pRL-439获得强启动子PpsbA,酶切连接构建了pDC-VP28高效表达穿梭裁体.利用三亲接合转移成功地将构建的栽体pDC-VP28转化聚球藻7002.对转基因聚球藻进行培养,其表达产物通过SDS-PAGE分析,发现表达量达3%左右.     

鱼腥藻PCC7120α质粒上的parD/E同源基因all7155/asl7156的克隆及表达

为研究鱼腥藻PCC7120质粒上毒素抗毒素系统的蛋白质性质和相互作用,根据NCBI中PCC7120的α质粒上的all7155和asl7156基因数据,通过降落PCR克隆了目的基因(all7155/336 bp,asl7156/258 bp).将目的基因片段连接至p MD18-T构建了克隆载体,蓝白斑筛选了阳性克隆,经双酶切纯化后将目的基因连接至表达载体p ET30a(+),并转入表达菌BL21中,测序后证实构建成功,并利用IPTG诱导进行了表达.通过NCBI的BLAST蛋白比对,发现了all7155和asl7156与已知的Par D/E毒素抗毒素系统同源,可通过对此基因的克隆,表达和蛋白性质来进一步认识Par D/E系统.     

运用绿色荧光蛋白探讨肉葡萄球菌双精氨酸分泌途径

根据肉葡萄球菌(Staphylococcus carnosus)TM300的基因组序列设计引物,经PCR扩增得到其tufA基因的启动子Peftu片段与大肠杆菌–葡萄球菌穿梭载体pBT2-Tat-GFP连接,构建了穿梭质粒pBT2-ETG.结果表明,穿梭质粒pBT2-ETG成功地转入大肠杆菌与肉葡萄球菌宿主中稳定表达具有活性的绿色荧光蛋白GFP,并被转运到肉葡萄球菌宿主的细胞壁,为进一步研究肉葡萄球菌双精氨酸(Tat)转运系统正确分泌其他外源蛋白奠定了实验基础.     

转人粒细胞集落刺激因子(hG-CSF)基因的鱼腥藻的构建

本研究目的是构建转G-CSF基因的工程鱼腥藻Anabaena sp..首先将b型G-CSF克隆于中间载体pRL 439和穿梭表达载体pDC-8上.通过三亲接合转移将穿梭表达载体pDCG-CSF转入鱼腥藻内.通过PCR扩增的方法在转基因鱼腥藻中检测到G-CSF基因的存在.     

Polycistronic strategy for cyanobacterial expression vector construction: Co-transcription of a human gene and a selective marker gene

A polycistronic expression vector, pKGA-NTF1, was constructed for the cyanobacterium. Within this vector, the spectinomycin/streptomycin resistance gene (aadA) facilitated the selection of transformants when co-transcribed with favorite genes. A natural glnA gene was selected as the platform to introduce the plasmid into a neutral site of the Synechococcus sp. PCC 7002 chromosome. Function of the vector was demonstrated by the insertion of a modified human Trefoil factor 3 gene (NTF1) to upstream of the aadA gene and by the analyses of the transformed strains. Antibiotics resistance assays showed that the dicistronic expression cassette conferred high spectinomycin resistance to both the E. coli cells and the Synechococcus cells. PCR analysis and Western-blot analysis were carried out to confirm the integration and expression of the NTF1 gene, respectively. Through simple molecular manipulations, the artificial polycistronic structure described here can be conveniently used to express other favorable genes or operons in cyanobacteria, and to study the cyanobacterial gene expression as well.     

丝状蓝藻Calothrix sp.PCC7601原生质球的分离和再生

采用溶菌酶、纤维素酶和果胶酶混合处理法，首次较好地分离具活力的丝状蓝藻的原生质球。通过再生培养，跟踪显微观察了原生质球的再生过程，并且获得了再生藻株。为丝状蓝藻的转基因工作提供了一种潜在的受体细胞。     

磺基水杨酸的分子内质子转移及其在酸性锡电镀液中的荧光快速测定

根据磺基水杨酸反常大的荧光Ｓｔｏｋｅｓ位移的实验现象，提出了它在一定条件下发生分子内质子转移的机理．据此建立了酸性锡电镀液中磺基水杨酸的直接快速荧光分析新方法．该方法不受共存组分干扰，５～１０ｍｉｎ可完成测定，测定的相对标准偏差小于３％．     

铁限制诱导对聚球藻转录组的影响

为探究Fe元素限制对聚球藻转录组的影响,该文以聚球藻Synechococcus sp. PCC 7002为研究对象,采用高通量测序技术对经过铁限制处理的聚球藻Synechococcus sp. PCC 7002进行转录组分析.以铁的3种摩尔浓度进行处理,其中每组数据重复3次实验,一共获得9组实验数据; 对照组摩尔浓度为10.900 nmol·L^-1,铁限制组摩尔浓度分别为0.410、0.003 nmol·L^-1.实验发现:在铁限制环境下,聚球藻通过增加对胞外铁摄取、上调光合作用相关蛋白的表达和调整代谢通路来应对缺铁环境,且铁限制程度与差异基因数量成正相关关系.此外,在强缺铁时通过下调CRISPR系统中某些核酸酶的表达来影响聚球藻抵御外源病毒感染的能力,其转运磷酸基团ABC转运蛋白表达水平下降,从而极大地影响了聚球藻的生存.     

鱼腥藻铁吸收调节蛋白基因(alr0957)的克隆和表达

依据CyanoBase提供的鱼腥藻PCC7120 furC基因(alr0957)的序列信息设计了一对特异性引物,用Touch-down PCR的方法从基因组DNA中扩增得到大小约450bp的目的片段.通过TA克隆的方法将该片段连接到pMD18-T载体上筛选出重组质粒pMD18-T-fur,然后进行双酶切,纯化furC基因,再连接到原核表达载体pET-28a(+)上,转化表达菌株BL21(DE3).经PCR、双酶切和测序鉴定,对阳性菌株进行IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测重组蛋白.结果表明:在25℃条件下经1mmol/L IPTG诱导20h,融合蛋白被成功表达,其分子量约为19 000,为进一步纯化蛋白和对基因的调控功能方面研究奠定了基础.     

菠菜叶绿体基因组定点整合表达载体构建及原核表达

分析菠菜叶绿体基因组全序列,选用了rbcL基因和accD基因的间隔区作为外源基因的定点整合位点,并从菠菜叶绿体基因组中克隆了rbcL基因全长和accD基因的5′端部分,长度分别为1956 bp和1320 bp。以这2个DNA片段作为同源重组片段,以烟草叶绿体基因的启动子Prrn和终止子psbA3′控制外源基因的转录,构建了包含筛选标记基因aadA基因(编码氨基糖苷-3′-腺苷酸转移酶,具有壮观霉素和链霉素抗性)和报告基因GFP(编码绿色荧光蛋白)的菠菜叶绿体基因组定点整合表达载体pRAGA。酶切结果显示构建正确。将该载体转化大肠杆菌,在激光扫描共聚焦显微镜下用488 nm蓝光激发,发现大肠杆菌发出强烈的绿色荧光,而对照菌体没有荧光,表明GFP基因在原核大肠杆菌中已经成功表达。实验结果说明构建的菠菜叶绿体定点整合表达载体pRAGA可以用于菠菜叶绿体转化。     

不同光质对嗜热蓝细菌Synechococcus sp. PCC6715生长的影响

使用光合有效光量子数密度(PAR)均为100 μmol/(m²·s)的白光(对照)、红光和蓝光, 对对数生长期的嗜热蓝细菌PCC6715进行培养, 以期探明不同光质对不表达藻红素的蓝细菌光适应生长的影响。结果表明, 在不同光质培养对数生长期PCC6715的过程中, 与白光相比, 干重在蓝光下明显增加, 红光下明显减少; 红、蓝光质对光合色素合成产生影响的开始时间和持续时间有所不同; 最大光能转化效率(F_v/F_m)在蓝光下明显提高, 红光下明显降低, 培养6天后, 红、蓝光条件下的F_v/F_m均趋于稳定。蓝光有利于PCC6715的生长, 红光不利于PCC6715的生长; 同时, PCC6715在红、蓝光质中均产生适应性生长, 藻蓝素的减少使PCC6715在红光中发生适应性生长, 蓝光中PCC6715发生适应性生长是由于藻蓝素的增加。