曲张链菌素产生菌壮观链霉菌NRRL2494菌株遗传操作体系的建立

曲张链菌素属于安莎类抗生素,具有显著的生物活性.在从壮观链霉菌NRRL2494菌株的发酵产物中分离和鉴定了多组分曲张链菌素的基础上,探索和优化了外源DNA通过接合转移进入壮观链霉菌NRRL2494菌株的操作方法和培养条件.以游离型质粒pJTU1278为载体,在体外构建了一个曲张链菌素酰胺合酶基因svaF敲除的质粒,通过接合转移转入到壮观链霉菌NRRL2494野生型菌株中,所获得的svaF基因缺失突变株失去了产生曲张链菌素的能力.该遗传操作体系的成功建立和优化,使得在体内分析和鉴定曲张链菌素生物合成基因的功能成为可能,同时也为建立其他类似放线菌的遗传操作体系提供了参考.     

自溶链霉菌遗传操作研究

放线菌新种自溶链霉菌能够产生一种称为自溶霉素的抗肿瘤活性产物.虽然自溶霉素具有成为抗肿瘤药物的良好前景,但是自溶链霉菌遗传操作方法的缺乏严重阻碍了对自溶霉素生物合成的研究.本工作对自溶链霉菌中各种遗传操作方法进行了探索.优化了PCR扩增的反应体系和程序,建立了外源DNA导入的方法,确立了构建基因敲除突变株的最佳方案.此外,也摸索了自溶霉素发酵和HPLC检测的适宜条件.利用所建立的方法对自溶链霉菌基因almRⅠ和almRⅡ的功能进行了初步研究,结果表明它们在自溶霉素生物合成过程中起正调控作用.自溶链霉菌遗传操作方法的建立为进一步开发利用放线菌资源奠定了基础.     

厦门霉素生物合成基因簇在白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008中的异源表达

将携带有厦门霉素生物合成的整合质粒p LMO09404,通过供体菌大肠杆菌ET12567(p UZ8002)与受体菌白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008进行接合转移,将得到的接合转移菌株经PCR验证后进行发酵,发酵液经HPLC和质谱检测.结果显示,厦门链霉菌来源厦门霉素基因簇可以在白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008中异源表达.     

对氨基苯甲酸生物合成基因pabAB的缺失对抗生素FR-008生物合成的影响

抗生素FR-008是由链霉菌FR-008产生的一种七烯大环内酯类抗真菌抗生素,它以对氨基苯甲酸(PABA)为起始单位,在I型聚酮合酶(PKS)的催化下合成聚酮内酯环.前期生物合成基因簇序列测定发现了可能的对氨基苯甲酸生物合成基因(pabAB),编码4-氨基-4-脱氧-分支酸(ADC)合成酶.通过同框缺失实验获得pabAB发生缺失的基因置换突变株BLQ-1并通过聚合酶链式反应(PCR)扩增进行了验证.高效液相色谱(HPLC)分析和生物测定证实突变菌株BLQ-1丧失了合成抗生素FR-008的能力.这种产量的丧失可以通过回补克隆的pabAB基因或喂养外源PABA得到回复.实验证明,pabAB负责对氨基苯甲酸的合成,是抗生素FR-008生物合成的必需基因.     

井冈霉亚基胺A高产突变株的构建

通过接合转移将一个带有阿泊拉抗性基因和双交换臂的穿梭质粒pJTU609导入井冈霉素高产菌株吸水链霉菌井冈变种(Streptomyces hygroscopicus var.jinganggensis)DX546中,将负责井冈霉素A生物合成最后一步糖基转移中的糖基转移酶基因valG置换突变,多聚酶链式反应结果显示valG被阿泊拉霉素抗性基因成功置换,通过高压液相色谱检测证实突变株的发酵产物中井冈霉亚基胺A的产量得到大幅提高.     

Red/ET重组AHBA生物合成基因簇打靶载体的构建与鉴定

为确定3-氨基-5-羟基-苯甲酸(AHBA)生物合成基因簇在链霉菌中与次生代谢产物的关系,运用PCR技术,从33株AHBA合酶基因阳性菌株扩增与AHBA生物合成基因簇中编码AHBA合酶(A)、氧化还原酶(O)、磷酸化酶(P)基因,获得24株AOP基因阳性菌株.根据靶基因A基因下游和P基因上游同源序列设计50 bp引物,中间插入卡那霉素抗性基因的DNA片段,进行PCR,获得外源DNA片段.经过电转化,将外源DNA片段和pKC1139-AOP重组质粒共转入含重组酶质粒大肠杆菌HS996/ pSC101-BAD-gba-(Tet).在Red重组酶的作用下,外源DNA片段与重组质粒pKC1139-AOP上的AHBA基因簇的同源区域重组,构建了AHBA基因簇打靶载体.研究显示了Red/ET重组工作效率高、操作简单、精确的优点,可大大缩短构建打靶载体的时间.     

阿维链霉菌中转录因子AveR对阿维菌素生物合成的正调节

aveR是阿维链霉菌NRRL 8165阿维菌素生物合成基因簇中唯一可能的调节基因.为了验证aveR是否参与阿维菌素生物合成基因的转录调节,构建了用于敲除aveR的基因置换质粒pJTU2530,并通过接合转移引入了阿维链霉菌.通过筛选ThioSAprR转化子,经聚合酶链式反应(PCR)扩增验证,获得了aveR内部1 320 bp区域被阿泊拉霉素抗性基因aac(3)IV替换的突变株ZD10.高压液相色谱检测表明,与野生型菌株相比,突变株ZD10不再产生阿维菌素,并且ZD10中寡霉素的产量明显高于野生型菌株.进一步的反转录PCR(RT-PCR)分析表明,与野生型菌株相比,突变株ZD10的聚酮合酶基因aveA3不再转录.结果显示,AveR是阿维菌素生物合成的正调节因子,通过调节结构基因的转录表达来影响阿维菌素的产生.     

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.     

三种水稻转基因技术体系的比较研究

研究比较了外源基因导入水稻的三种技术体系,即ＰＥＧ介导法,基因枪法和农杆菌介导法．综合考虑转化频率、转化周期、转化难度和转化成本等因素,认为在水稻转基因研究中,最经济、有效和易行的技术体系是农杆菌介导法．     

无类囊体蓝藻Gloeobacter violaceus基于广宿主质粒的遗传转移系统

无类囊体蓝藻Gloeobacter violaceus的细胞有厚胶质鞘包裹并形成群体,难以进行遗传操作.用注射器反复吸打的方法将胶质鞘剥落,得到大量单个细胞,通过接合转移将外源广宿主质粒pKT210转入G.violaceus.用斑点杂交方法以及对质粒进行酶切图谱分析,均证实外源质粒pKT210确已导入G.violaceus并稳定复制,未发生结构上的变化.从G.violaceus提取的pKT210可转化mcr和mrr基因缺陷的大肠杆菌DH10B却不能转化mcr+mrr+菌株DH5a,表明G.vio-laceus中可能存在甲基化酶系统.     

苜蓿转基因研究进展

植物遗传转化是指利用分子生物学的手段将外源基因导入受体植物,使其获得新的性状.传统的育种方法进展缓慢,周期长,而且短期内性状表现不明显.转基因技术比传统的育种方法能快速有效地定向培育植物新品种,获得的新性状比较明显.因此,它已成为植物育种研究领域热点.目前常用的植物遗传转化法包括农杆菌介导,基因枪直接转化等方法,但农杆菌介导法由于外源基因整合的拷贝数少,重排程度低,转化效率高,是最常用的苜蓿遗传转化法.现在通过农杆菌介导法已获得了抗逆,抗除草剂和品质改良等新性状转基因苜蓿,为苜蓿遗传育种开辟了一条新的途径.     

变构菌素产生菌 S.griseochromogenes 接合转移体系建立与优化

以整合型质粒pSET152为出发质粒,建立并优化了变构菌素产生菌Streptomyces griseochromogenes(S.griseochromogenes)与Escherichia coli(E.coli)的属间接合转移体系,确定了适用于变构菌素产生菌灰产色链霉菌的最佳接合转移条件.研究发现Ca2+和甘氨酸都能够提高接合转移的效率,尤其是甘氨酸的效果非常显著.这一工作对于S.griseochromogenes的基因操作、小分子药物生物合成机制的研究以及具有自主知识产权的药物衍生物的开发具有普遍的应用价值.     

一个诱动接合性柯斯载体的构建及其应用

用ｐＨＺ１３２在大肠杆菌中构建基因文库,并用特异的探针进行菌落杂交获得了有意义的ＤＮＡ片段,可将其衍生质粒转化到携带接合性大肠杆菌质粒如ＲＰ４的细胞中。通过与萌发后的链霉菌孢子进行两亲本杂交,或将携带ｐＨＺ１３２的大肠杆菌细胞和携带ＲＰ４衍生质粒ｐＰＫ２０７３的大肠杆菌细胞与萌发后的链霉菌孢子混合起来进行三亲本杂交,在接合性质粒ＲＰ４的转移功能的诱导下,携带插入片段的ｐＨＺ１３２衍生质粒即可转移到     

低温菌穿梭质粒的构建及转化方法研究

 由于低温微生物在细胞结构上的特殊性,使得对它们进行遗传操作受到很大的限制.以分离自冻土的低温菌Acinetobacter sp.DWC6为宿主菌,构建了一套外源DNA导入系统.通过在质粒pBR322和pUC118中插入一段Acinetobacter属特异性的Ori片段,成功构建了一系列穿梭质粒,并建立了稳定的转化方法,所有重组质粒均可在Escherichia coli和Acinetobacter sp.DWC6中正常复制.通过优化转化方法,使质粒在低温菌Acinetobacter sp.DWC6中的转化率达3×10⁶转化子/μg DNA.     

Sanglifehrin A产生菌Streptomyces flaveolus DSM 9954遗传转化系统的建立

Sanglifehrin A的产生菌淡黄色链霉菌Streptomyces flaveolus DSM 9954,通过筛选,得到其菌丝培养基为TSB, 生孢培养基为ISP-4,抗性实验显示淡黄色链霉菌Streptomyces flaveolus DSM 9954对所选抗生素都较敏感. 利用原生质体转化和接合转移都成功地构建了两种遗传转移系统,并且从接合转移成功的链霉菌转化子中回收质粒pKC 1139,经EcoR Ⅰ单酶切电泳,验证了质粒确实通过接合转移从大肠杆菌转移至宿主链霉菌, 这为研究Sangl     

庆大霉素生物合成基因genY的研究

以绛红色小单孢菌G1008基因组为模板,构建genY基因缺失的同源重组质粒pFY103,经接合转移导入绛红色小单孢菌G1008和GK1101(△genK),筛选获得genY基因缺失工程菌GY105(△genY)和工程菌GKY205(△genK+genY),发酵、提取并经质谱检测分析代谢产物.结果表明,工程菌GY105和GKY205主要积累西索米星、庆大霉素C1a和C2b.证明genY基因缺失阻断了庆大霉素X2到G418的转化,说明genY基因参与庆大霉素生物合成过程中绛红糖胺C-6’位甲基化.     

小链霉菌HCCB10043敲除硫酯酶基因的工程菌株构建及其代谢产物的研究

小链霉菌(Streptomyces parvus)HCCB10043的主要代谢产物为脂肽类化合物A21978C,其基因组序列中包括了非核糖体肽合成酶(NRPS non ribosomal peptide synthetase)、聚酮合酶(PKS polyketide synthases)以及NRPS-PKS混合的多酶体系基因簇,它们的共同特点是在代谢产物生物合成簇中连接有一个硫酯酶域,即TE(thioesterase)domain.硫酯酶可以使已经合成的化合物链的合成过程终止,并且具有水解释放成熟脂肽以及环化线性脂肽链的功能.通过对联二吡啶类代谢产物合成簇中TE基因的敲除构得工程菌株,工程菌发酵结果表明联二吡啶类代谢产物产量减少.     

齿毛菌原生质体的制备与转化

探究菌龄、稳渗剂种类、溶壁酶质量浓度、酶解温度、酶解时间和再生培养基对齿毛菌原生质体制备及再生的影响,并利用PEG介导原生质体转化. 结果表明： 以0.6mol·L^-1甘露醇为稳渗剂,20mg·mL^-1溶壁酶于30℃酶解48h菌龄的菌丝3h,所得原生质体形成数最多,为1×10⁸个·mL^-1;所得原生质体在0.8mol·L^-1蔗糖为稳渗剂的2号培养基中再生率最高,为0.1%;PEG介导原生质体转化,经潮霉素B抗性平板筛选获得2个转化子. 实验建立的齿毛菌原生质体制备及转化体系,为其遗传操作及分子生物学研究奠定基础.     

人参SQS基因的干扰载体构建及转化人参愈伤组织

以5年生人参为材料, 根据人参SQS基因设计正义及反义片段引物, 构建了SQS基因干扰表达载体; 利用农杆菌转化法转化人参愈伤组织, 对获得的抗性愈伤组织进行PCR检测及实时定量PCR检测, 并对抗性愈伤组织的皂苷进行HPLC分析. 实验结果表明, 与非转化人参愈伤组织相比, 转化后的愈伤组织SQS基因表达量降低, 皂苷含量有所变化. SQS是人参皂苷生物合成途径的关键酶, 抑制SQS基因的表达, 可调控人参皂苷含量变化.     

衣藻的核基因组转化及外源基因转录分析

通过珠磨法将衣藻表达载体pSP108转入到莱茵衣藻细胞壁缺陷型CC-400藻株中,经抗性筛选及PCR鉴定,获得了24个转化藻株.在抗性基因ble编码序列的中间部位和末端部位分别设计两对不同的探针引物,运用实时荧光定量PCR对转基因藻株进行外源基因转录水平的分析.结果发现:不同转化藻株外源基因的转录水平有明显差异;同一转化藻株两对探针引物,外源基因的转录水平也存在差异.说明莱茵衣藻在转化过程中,外源基因整合到基因组上的片段数量及片段长度和完整性具有不确定性.