接合转座子Tn916的水平基因转移

水平基因转移（HGT）极大地提高了细菌物种对环境的适应性,促进了细菌的进化.原核生物通过水平基因转移获得的基因片段为基因岛（GEIs）.接合转座子（CTns）则是一种常见的可移动基因岛,通过接合进行水平基因转移,并主要传播抗生素抗性.该文介绍与讨论了一种发现较早,且被广泛研究的接合转座子Tn916的重组、接合转移和调控模块,阐述了这类接合转座子的一般结构、转移机制和影响.     

蓝藻门中类胡萝卜素合成关键酶基因的水平转移分析

类胡萝卜素合成酶基因(crt基因)是一类指导类胡萝卜素合成的基因,迄今为止还没有人很好地阐述蓝藻crt基因序列的多样性和早期进化特征.为研究蓝藻crt基因的多样化程度,了解其进化规律,文中利用现有资料,分析了参与蓝藻门中类胡萝卜素代谢的关键酶的分子进化关系,主要目的是提供crt基因在蓝藻门中的进化轮廓,分析其是否存在基因的水平转移,并评价其选择方式,便于今后描述该基因在蓝藻中的进化特征.系统发育分析发现在蓝藻基因组中频繁发生基因的水平转移,而氨基酸变化大部分是在正向选择下进化的.分析还发现大部分代谢前期的crt基因相对保守,一些亲缘关系密切的蓝藻其类胡萝卜素基因却有较远的进化距离.     

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.     

细菌遗传转化与水平基因转移

介绍了细菌中水平基因转移、转移途径(转化、接合和转导)以及细菌遗传转化即自然条件中的转化、自然遗传转化及人工转化等研究进展，并且对细菌遗传转化在水平基因转移中的作用进行了探讨．     

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.     

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.     

RP_4质粒在兼性自养多能硫杆菌中的接合转移

本实验以大肠杆菌(Escherichia coli)HB101(RP_4)作为供体菌,以多能硫杆菌(Thiobacillus versutus)作为受体菌,通过接合的方法将RP_4质粒转移到了多能硫杆菌中.接合频率为1.9×10~(-5),RP_4质粒的三个抗性基因(Ap~R、Tc~R、Km~R)在多能硫杆菌中均得到了表达.再将RP_4质粒从多能硫杆菌反向转移到大肠杆菌HB101菌中,接合频率为3.3×10~(-1)～7.3×10~(-1),三个抗性基因也均得到了表达.实验证明,多能硫杆菌对于RP_4质粒既是一个受体菌,也是一个很好的供体菌.     

蓝藻基因表达载体系统的构建和应用

蓝藻是一类具植物型放氧光合作物特性的原核生物。多数蓝藻富含营养物质,无毒,是表达外源目的基因的独特受体系统。因此,构建适用于蓝藻表达外源目的基因的载体系统,并用于表达药物活性肽基因,已成为当前蓝藻基因工程研究的热点之一。本课题组10多年来率先在国内开展蓝藻基因工程研究,从蓝藻Plectonema botyanum中分离得到了约1.5kb的小质粒,以此为出发质粒,构建了蓝藻穿梭质粒pPRS-1和穿梭质粒表达载体pPKE2;同时根据DNA片段同源重组的性质,构建了蓝藻Calothrix sp.PCC7601、Synechococcus sp.PCC7942的基因整合平台系统。在国家863项目经费资助下,利用构建的蓝藻质粒载体和基因整合平台系统,把人源胸腺素基因转入蓝藻Calothrix sp.PCC7601和Synechoccus sp.PCC7942,并能高效表达,首次获得了可直接口服的含人源胸腺素的转基因蓝藻,这对研究和开发基因工程口服药物具有重大的科学意义和经济、社会效益。     

规模化鸡场粪样和苍蝇产CMY-2大肠杆菌中耐药基因与毒力基因调查及其共转移研究

为了解全国20家规模化鸡场粪样和苍蝇产CMY-2大肠杆菌中耐药基因与毒力基因的流行现状及其共转移情况,对2013-2015年间分离自粪样和苍蝇中的549株大肠杆菌,采用聚合酶链反应（PCR）方法筛选出blaCMY-2阳性菌株;脉冲场凝胶电泳（PFGE）分析blaCMY-2阳性菌株的遗传进化关系;K-B纸片法检测阳性菌株对13种抗菌药物的耐药性;利用PCR技术检测19种相关耐药基因以及14种毒力基因;接合转移试验和质粒复制子分型研究耐药基因及毒力基因的传播方式。结果,33株大肠杆菌呈CMY-2阳性,阳性率为6.0 %,且均表现为多重耐药;检测到15种耐药基因（blaTEM-1、blaCTX-M-55、blaOXA-1、qnrBDS、aac(6’)-Ib-cr、oqxA、tetA、tetC、sul1、sul2、sul3、rmtB和flor）和4种毒力基因（iutA、traT、fyuA和VagC）;33株携带blaCMY-2基因菌株中有21株接合转移成功,blaCMY-2基因可通过lncA/C或lncI1质粒与耐药基因（blaTEM-1、blaCTX-M-55、tetA或sul2）和（或）毒力基因（traT或VagC）共同转移。本研究阐明了规模化鸡场产CMY-2大肠杆菌携带耐药基因与毒力基因的情况,证实了细菌中质粒介导的耐药与毒力的共转移,为耐药性传播及疾病防控提供了参考。     

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.     

一株产环己酰亚胺的链霉菌遗传操作研究

 对一株高产环己酰亚胺的链霉菌菌株系统进行遗传操作体系的建立研究,并初步探索了相关生物合成的基因.采用了接合转移,电击转化菌丝体和PEG介导的原生质体转化3种方法进行外源基因的导入实验.使用了7种配方差异较大的培养基进行发酵,并使用HPLC对发酵产物进行分析,摸索了合适的发酵及检测条件.最后通过依赖于λ-RED介导的PCR-targeting方法进行了可能参与环己酰亚胺生物合成的PKS基因片段的敲除.通过实验,最终确定了使用优化的接合转移方法并采用新鲜孢子能够有效地导入外源基因,获得了较高的转化效率(10^-6),成功确立了遗传操作体系,获得了合适的发酵条件和HPLC检测方法.在建立遗传操作体系的基础上,成功找到了负责该类化合物生物合成的PKS基因片段,为深入研究其生物合成机理并进一步通过遗传工程改良以获得新化合物及提高化合物产量打下基础,并为链霉菌遗传操作研究提供了新的参考.     

Seasonal variation of gut Cyanophyta contents and liver GST expression of mud carp （Cirrhina molitorella） and Nile tilapia （Oreochromis niloticus） in the tropical Xiangang Reservoir （Huizhou, China）

Liver glutathione S-transferase(GST) plays a major role in the detoxification of microcystins(MCs) via conjugation to glutathione(GSH).We evaluated the relationship between seasonal variation in fish gut contents and the expression of GST isoforms in mud carp(Cirrhina molitorella) and Nile tilapia(Oreochromis niloticus).We quantified the abundance and diversity of plankton in the water column and foregut of mud carp and Nile tilapia in the tropical Xiangang Reservoir between October 2007 and July 2008.The mRNA expression of 7 liver GST isoforms was determined by real-time RT-PCR.The gut contents of both species were dependent on the amount and type of phytoplankton and zooplankton in the water.The expression of liver GST genes in Nile tilapia and mud carp was positively and negatively correlated,respectively,with the abundance of toxic cyanobacteria in the fore-gut.The expression of liver GST mRNA was correlated to the abundance of toxic cyanobacteria in the gut contents of both species,suggesting that mRNA expression of GST isoforms could be used as a biomarker in Nile tilapia and mud carp to monitor cyanobacteria blooms in reservoirs.     

The genome of a motile marine Synechococcus

Marine unicellular cyanobacteria are responsible for an estimated 20-40% of chlorophyll biomass and carbon fixation in the oceans. Here we have sequenced and analysed the 2.4-megabase genome of Synechococcus sp. strain WH8102, revealing some of the ways that these organisms have adapted to their largely oligotrophic environment. WH8102 uses organic nitrogen and phosphorus sources and more sodium-dependent transporters than a model freshwater cyanobacterium. Furthermore, it seems to have adopted strategies for conserving limited iron stores by using nickel and cobalt in some enzymes, has reduced its regulatory machinery (consistent with the fact that the open ocean constitutes a far more constant and buffered environment than fresh water), and has evolved a unique type of swimming motility. The genome of WH8102 seems to have been greatly influenced by horizontal gene transfer, partially through phages. The genetic material contributed by horizontal gene transfer includes genes involved in the modification of the cell surface and in swimming motility. On the basis of its genome, WH8102 is more of a generalist than two related marine cyanobacteria.     

含改良植物蛋白质品质基因的工程农杆菌转化马铃薯

含改良植物蛋白质品质基因的工程农杆菌转化马铃薯@李霞...     

论应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向的前景Ⅰ.多基因转化的基因来源与技术平台

随着后基因组时代的到来,人类将克隆到越来越多的、生物学意义明确的有用基因应用于基因工程对生物体的遗传改良中.但生物体的绝大多数性状和生理功能都是依靠多基因的协调表达而实现的.因此,多基因转化策略必将成为今后基因工程在基础理论与实际应用研究中的主流方向.结合中山大学生物工程研究中心∥基因工程教育部重点实验室10多年来研究工作的实践体会,对发展多基因转化策略的意义和由来、多基因转化可用的基因资源和技术思路,进行了详细的论述.     

The bacterial conjugation protein TrwB resembles ring helicases and F1-ATPase

The transfer of DNA across membranes and between cells is a central biological process; however, its molecular mechanism remains unknown. In prokaryotes, trans-membrane passage by bacterial conjugation, is the main route for horizontal gene transfer. It is the means for rapid acquisition of new genetic information, including antibiotic resistance by pathogens. Trans-kingdom gene transfer from bacteria to plants or fungi and even bacterial sporulation are special cases of conjugation. An integral membrane DNA-binding protein, called TrwB in the Escherichia coli R388 conjugative system, is essential for the conjugation process. This large multimeric protein is responsible for recruiting the relaxosome DNA-protein complex, and participates in the transfer of a single DNA strand during cell mating. Here we report the three-dimensional structure of a soluble variant of TrwB. The molecule consists of two domains: a nucleotide-binding domain of alpha/beta topology, reminiscent of RecA and DNA ring helicases, and an all-alpha domain. Six equivalent protein monomers associate to form an almost spherical quaternary structure that is strikingly similar to F1-ATPase. A central channel, 20 A in width, traverses the hexamer.     

农杆菌介导的大豆反义fad2-1基因转化烟草研究

以烟草无菌苗叶片为外植体,通过根癌农杆菌介导法,将大豆反义油酸脱饱和酶基因导入烟草中,经梯度卡那霉素筛选,获得可在含75mg/L卡那霉素选择生根培养基上再生的抗性植株75株,其中67株抗卡那霉素植株的PCR分析扩增出目的片段;RT-PCR分析表明该基因在烟草中表达.结果表明大豆反义油酸脱饱和酶基因在烟草基因组中整合和表达.这为大豆反义油酸脱饱和酶基因转入大豆和表达奠定基础,也为烟草基因工程育种提供了依据.     

转基因植物研究中目标蛋白鉴定方法研究进展

随着分子生物学和基因工程的迅速发展,基因转化技术的应用日益广泛.转基因研究的关键不仅要确定目的基因的正确导入,还必须证明目的基因正确表达,并形成有功能的蛋白.因此,转基因研究中对目标蛋白质的鉴定必不可少.本文对转基因研究中目标蛋白的鉴定方法概括总结,并对其发展趋势及研究热点予以展望.     

转基因满江红鱼腥藻细胞内颗粒体的变化

用透射电镜观察NPTⅡ(新霉索磷酸转穆酶Ⅱ eomycin phosphotransferase Ⅱ)在满江红鱼腥藻染色体gI-LA(谷氨酰氪合成酶基因)位点定点整合后藻细胞内颗粒体的变化．转基因后的满江红鱼腥藻细胞内的代谢发生了很大的变化，为了快速适应和自我调节这一变化．细胞内的储藏颗粒处在积聚与解积聚的动态转化过程中．通过了解储藏颗粒的结构变化，可为研究转基因藻细胞光合同氮及生理生化的变化提供物质结构方面的信息．