两株蜡样芽孢杆菌α-淀粉酶差异性分析及基因的克隆表达

蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）是产生具有重要工业生产价值的耐高温α-淀粉酶（α-amylase）的优良菌株。通过对两株蜡样芽孢杆菌（B905和B904）分泌的α-淀粉酶酶学性质研究,淀粉酶的活性稳定温度都在90℃-100℃,耐热性和酶活都不依赖Ca2＋,其它理化性质较为一致,但淀粉酶的分子量大小有明显的不同。PCR方法克隆得到了这两种耐高温淀粉酶的基因全长（amy905和amy904）,并在大肠杆菌诱导表达,结果显示：amy904基因长度为1362bp,其蛋白分子量约为55 KD;amy905基因长度为1761bp,其蛋白分子量约为68 KD。     

多粘类芽胞杆菌菌株M-1启动子片段的克隆及绿色荧光蛋白的表达

应用启动子探针载体pECE7,从多粘类芽胞杆菌（Panebacillus polymyxa）菌株M-1基因组克隆到一系列启动子活性片段,通过氯霉素（chloramphenicol chloromycetin,Cm）浓度梯度筛选出Cm抗性较强的3个片段。将这3个具有启动子活性的片段与来自GFP表达载体pGFP78的gfpmut3a基因插入Escherichiacoli-Bacillus穿梭载体pHY300PLY中,获得GFP表达载体pGFP5,pGFP8和pGFP17。通过热激转化E.coliDH5α,荧光显微镜下观察到明亮的绿色荧光,表明筛选到的启动子片段具有良好的启动外源基因gfp转录的功能。同时利用此表达载体标记本实验筛选得到的生防蜡样芽胞杆菌（Bacilluscereus）菌株B905,获得了GFP标记的工程菌Bacillus cereus B905（gfp-5、gfp-8和gfp-17）,通过荧光显微镜观察,发现转入GFP表达载体pGFP5和pGFP8后,菌体有明亮的绿色荧光,而转入pGFP17的菌体荧光相对较弱。     

香蕉MaROP1基因表达产物的亚细胞定位

植物类Rho相关G蛋白（Rho-related GTPases from plants,ROP）属于小G蛋白超家族,是高等植物体内广泛存在的一类重要信号分子,在植物生长发育过程中起着关键的调控作用。本实验室从香蕉果实采后抑制差减杂交文库中获得一个香蕉ROP基因,命名为MaROP1。半定量RT-PCR表明该基因在香蕉的根、球茎、叶、花和果实中的表达存在差异,其中在球茎中的表达量最高且与其它器官的表达差异显著。为进一步研究该基因的功能,构建了以绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）为报告基因的融合植物表达载体pCAMBIA1302-MaROP1,并利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞瞬时表达,荧光显微镜检测表明该基因表达产物定位在细胞膜上。     

两株蜡样芽胞杆菌α-淀粉酶差异性分析及基因的克隆和表达

蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)是产生具有重要工业生产价值的耐高温α-淀粉酶的优良菌株.对2株蜡样芽胞杆菌(B905和B904)分泌的α-淀粉酶酶学性质的研究显示,淀粉酶的活性稳定温度在90～100℃,耐热性和酶活不依赖Ca2 ,但淀粉酶的分子量大小有明显的不同.PCR方法克隆得到了两种耐高温淀粉酶的基因全长(amy905和amy904),并在大肠杆菌诱导表达.结果显示,amy904基因长度为1 362 bp,其蛋白分子量约为55 kD;amy905基因长度为1 761 bp,其蛋白分子量约为68 kD.     

Bt cry I A（c） 杀虫基因向棉内生细菌Bacillus cereus染色体中整合的研究

将来自Bacillus thuringiensis subsp.kurstaki的Bt CRy I A(c) 杀虫基因通过综合质粒载体pBC601，整合到棉花（Gossypium hirsutum)优势内生细菌Bacillus cereus(Bc9002)的染色体上，得到的工程菌对棉铃虫（Helicoverpa armigera Hb.)有杀虫活性。此综合质粒含有能在营养期表达Bt cry I A(c) 基因的强启动子，cry I A(c)杀虫基因，四环素抗性标记基因tet^r 8.0kb的EcoR I-Nco I B.cereus染色体片段。将综合质粒通过电击导入B.cereus(Bc9002)中，综合质粒因含B.cereus染色体片段，可与B.cereus染色体发生同源重组，从而将Bt cry I A(c)基因整合到B.cereus的染色体上。通过对转化子的DNA酶切分析，PCR扩增，SDS－PAGE凝胶电泳检测，ELISA检测，电镜观察，毒力测定。结果表明Bt cry I A(c)基因已经整合到内生细胞Bc9002的染色体上，并可高效表达。     

Bt cry I A(c)杀虫基因向棉花内生细菌Bacillus cereus染色体中整合的研究

将来自Bacillusthuringiensis subsp.kurstaki的BtcryIA(c)杀虫基因通过综合质粒载体pBC601,整合到棉花(Gossypium hirsutum)优势内生细菌Bacillusceieus(Bc9002)的染色体上,得到的工程菌对棉铃虫(Helicoverpa armigera Hb.)有杀虫活性.此综合质粒含有能在营养期表达Btcry IA(c)基因的强启动子、cryIA纠杀虫基因、四环素抗性标记基因tet'、8.0kb的EcoRI-NcoIB.ceieus染色体片段.将综合质粒通过电击导入B.cereus(Bc9002)中,综合质粒因含B.cereus染色体片段,可与B. cereus染色体发生同源重组,从而将BtcryIA(c)基因整合到B.cereus的染色体上.通过对转化子的DNA酶切分析、PCR扩增、SDS-PAGE凝胶电泳检测、ELISA检测、电镜观察、毒力测定,结果表明Btcry IA(c)基因已经整合到内生细菌Bc9002的染色体上,并可高效表达.     

加强Psy基因表达和通过RNAi抑制Lcy基因表达的载体构建

通过基因工程手段加强八氢番茄红素合成酶（Psy）基因的表达和通过RNAi抑制番茄红素β-环化酶（Lcy）基因（该基因是调控番茄红素转化为其他类胡萝卜素的主要的基因）的表达是培育高番茄红素品种的重要手段之一。根据GenBank中拟南芥的Psy基因序列（NM-121729），通过聚合酶链式反应（PCR）从拟南芥的cDNA中扩增出了长1296的Psy基因。根据GenBank中番茄的Lcy基因序列（X86452）和Pds启动子序列（U46919）分别设计特异引物从番茄中扩增出了Lcy基因的高度保守的长302bp的DNA片段和长1790的Pds启动子片段。根据RNAi的原理，将Lcy基因的长302bp的DNA片段以正反两个方向通过一段内含子序列连接在一起形成RNAi片段插入到抗Kan的pVCT2020的表达载体中，并通过具有果实特异性特点的启动子——八氢番茄红素去饱和酶基因（Pds）启动子控制该干扰片段的表达，同时将Psy基因在Pds启动子调控下插入到同一载体中，从而构建成了能同时加强Psy基因的表达和抑制Lcy基因表达的植物表达载体。     

在烟草中表达拟南芥GAI基因获得矮化的烟草植株

赤霉素（GA）能控制植物茎的伸长，从而决定植物的高度（Schomburg et al．，2003）。一些植物的矮化突变体是由于体内GA缺陷、GA不敏感引起的（Ross et al.，1997）。因此，改变植物体内GA的浓度和对GA的敏感性都可能改变植物的高度，获得矮化植株。GAI是一个在拟南芥中发现的GA应答的负调控因子，过量表达引起植株矮化（Peng et al．,1997．Fu et al．，2001）。本研究克隆了拟南芥GAI基因，在烟草中表达获得了矮化的烟草植株。     

三倍体毛白杨PtDRG02基因启动子的瞬时表达分析

本研究利用PCR技术从三倍体毛白杨（（Populus tomentosaxP．bolleana）xP．tomentosa）基因组DNA中扩增获得抗病相关PtDRG02基因的一个启动子区（包括其下游5’端非编码区序列）,命名为Ptp01。以β-葡萄糖苷酸酶（舢）基因为报告基因,构建了PtDRG02基因启动子植物表达载体Ptp01／gus。以根癌农杆菌EHA105及LBA4404感受态细胞为受体,转化植物表达载体Ptp01／gus进行瞬时表达,并对启动子进行了功能活性分析,结果表明该启动子能够驱动gus报告基因在毛白杨叶片组织中表达,但表达强度弱于花椰菜花叶病毒（CaMV）35S启动子。     

含粘质沙雷氏菌几丁质酶SchiA基因的植物转化质粒pBG1112构建和水稻遗传转化

摘要:将一个2.8 kb的CaMV35S启动子/SchiA编码区/Nos终止区融合基因插入到植物转化载体pCAMBIA1301的多克隆酶切位点，得到1个14.6 kb的新植物转化质粒pBG1112,用花器介导法转化水稻（Oryza sativa ），经PCR检测，初步证实已将目的基因整合到受体植物的基因组中。一部分转基因T3代潮霉素抗性阳性植株对水稻纹枯病(Rhizoctonia solani )和稻瘟病（Pyricularia oryzae）的抗性较非转化对照增强。RT-PCR表明抗病性植株为阳性，而不抗病的植株为阴性。将RT-PCR产物测序后，用BLAST软件分析序列可知，该序列为细菌几丁质酶基因核苷酸序列而不是植物几丁质酶基因的核苷酸序列。T4代转基因水稻的几丁质酶活力高于对照未转基因植株，表明转入的外源几丁质酶基因能正常表达。     

蜡样芽孢杆菌ATCC14579毒力基因plcR缺失株的构建及其一般特性

蜡样芽孢杆菌是土壤中的优势菌,具有作为益生菌的潜在能力,同时它也是条件致病菌,能引起食物中毒等。蜡样芽孢杆菌的多种毒力因子受到多效性调控子（pleiotropic regulator,plcR）的调控,在其条件致病性作用中起着重要作用。真养产碱杆菌JMP34（Alcaligenes eutrophus）质粒上的2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D）单加氧酶（tfdA）基因可以降解2,4-D。本研究利用同源重组技术使tfdA基因置换掉蜡样芽孢杆菌的plcR基因,构建了蜡样芽孢杆菌ATCC14579突变株B.cereus△plcRΩtf-dA,并对其毒性、一般生理生化特性进行分析。研究结果表明,突变株B.cereus△plcRΩtfdA的毒性显著减弱;生理生化实验结果显示突变株与野生株并没有明显区别,且突变株并没有表现出tfdA酶活性。所有的结果表明plcR控制着蜡样芽孢杆菌ATCC14579的致病性,同时剔除plcR并不破坏其酶系统。本研究为今后构建蜡样芽孢杆菌工程菌提供了新的思路和依据。     

苏云金芽胞杆菌类ABC transporter基因zwa-FEG能提高双效菌素的抗性

双效菌素(zwittermicin A,ZwA)是一种氨基多元醇类新型广谱抗生素,zmaR为其抗性基因。在苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)YBT-1520菌株ZwA合成基因簇末端存在一个类似ABC transporter的序列(命名为zwa-FEG)。将zwa-FEG基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达,大肠杆菌能获得ZwA的抗性;将zwa-FEG转移到产ZwA的蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)菌株UW85中,能使其ZwA产量显著提高。推测zwa-FEG是一种ZwA专一性的ABC transporter,它能将ZwA分泌到胞外,从而增强ZwA的合成和ZwA的抗性。     

苏云金芽胞杆菌类ABC transporter基因zwa-FEG能提高对双效菌素的抗性

双效菌素（Zwittermicin A,ZwA）是一种氨基多元醇类新型广谱抗生素,最初是从蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus) UW85中发现的,zmaR为它的抗性基因。在本实验室已测得的苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis）YBT-1520菌株全基因组序列中有ZwA合成基因簇完整序列,分析发现在其末端存在一个类似ABC transporter的序列（命名为zwa-FEG）。将zwa-EFG在大肠杆菌（Escherichia coli）中表达,大肠杆菌能获得对ZwA的抗性;将zwa-EFG转移到产ZwA的菌株UW85中,能使其ZwA产量显著提高。推测zwa-EFG是一种ZwA专一性的ABC transporter,能将ZwA分泌到胞外,从而增强ZwA的合成和对ZwA的抗性。     

Enumeration and confirmation of Bacillus cereus in foods: collaborative study

A collaborative study was conducted in 15 laboratories to evaluate 2 different techniques for enumerating Bacillus cereus in foods. A direct plating technique using mannitol-egg yolk-poly-myxin agar and a most probable number (MPN) technique using trypticase-soy-polymyxin broth were compared for the enumeration of high and low populations of B. cereus in mashed potatoes. The collaborative results showed that the overall mean recovery obtained with the low population level was essentially the same by both techniques. However, the overall mean recovery was significantly higher by the direct plating technique at the high population level. A statistical evaluation of the data also showed that the direct plating technique had better repeatability and reproducibility than did the MPN technique at both the high and low population levels. These results suggest that the MPN technique is suitable for examining foods containing low populations of B. cereus, but that the direct plating technique is preferable for foods that contain a high population of this organism. The confirmatory technique used in the proposed method is reliable for presumptive identification of isolates as B. cereus. The method has been adopted as official first action.     

植物防卫基因PvPGIP2和TaLTP4的克隆及其对小麦的转化

多聚半乳糖酸醛酶抑制蛋白和脂质转移酶蛋白是植物产生的防卫蛋白,对植物病原真菌具有防御作用。本研究利用同源基因克隆策略和RT-PCR技术,成功克隆了1个菜豆的多聚半乳糖酸醛酶抑制蛋白（PvPGIP2）编码基因和1个小麦的脂质转移蛋白（TaLTP4）编码基因;由于它们在功能上具有协同作用,我们以pAHC25为骨架构建了Pv...     

利用aiiA基因筛选抗烟草青枯病生防菌株及其鉴定

为了有效筛选出对作物青枯病具有防治效果的生防细菌,本研究采用群体感应淬灭基因aiiA的简并引物进行PCR扩增与室内盆栽防治效果测定相结合的方法进行生防细菌的筛选,并通过传统的细菌学鉴定方法和分子生物学手段明确其分类地位。结果表明,从253株生防菌株中获得了12株含有aiiA基因的生防菌株;进一步盆钵防效测定,获得了一株对烟草青枯病具有较好防治效果的生防菌株B15。该菌株接种处理后,烟草青枯病可推迟2 d 发生,在接种处理14 d后其对烟草青枯病防治效果为68.33%。B15菌株在NA平板培养基上菌落呈圆形、白色、表面有光泽且粗糙,菌体杆状,革兰氏染色阳性,耐盐性为7%;生理生化测定、16S rDNA和gyrB基因序列分析表明,菌株B15为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)。本研究获得的含有群体感应淬灭基因aiiA的蜡样芽胞杆菌B15菌株,为作物青枯病生物防治提供了新的生防菌株资源。     

N-acyl-homoserine lactones from Enterobacter sakazakii (Cronobacter spp.) and their degradation by Bacillus cereus enzymes

A chemical study of acyl-homoserine lactones (acyl-HSLs) produced by Enterobacter sakazakii resulted in the identification of three molecules: (S)-N-heptanoyl-HSL, (S)-N-dodecanoyl-HSL and (S)-N-tetradecanoyl-HSL. Mixed cultures of E. sakazakii and Bacillus cereus depleted E. sakazakii acyl-HSLs, suggesting acyl-HSL degradation by B. cereus hydrolases (hydrolysis of the lactone or amide moiety). The expression of B. cereus acyl-HSL lactonase and acyl-homoserine acylase was confirmed by monitoring the biotransformation of (S)-N-dodecanoyl-HSL into (S)-N-dodecanoyl-homoserine, dodecanoic acid and homoserine in the presence of B. cereus whole cells, using electrospray-mass spectrometry (ESI-MS).     

Lipid globule staining to aid in differentiating Bacillus species.

The use of the lipid globule stain to aid in differentiating the Bacillus cereus group (i.e., B. cereus, B. cereus var. mycoides, and B. thuringiensis) from other Bacillus species was investigated. Smears from colonies grown on suitable agar were made on precleaned slides, stained, and examined microscopically for characteristic deep blue lipid globules. The study included a total of 649 cultures of Bacillus species plus 143 incompletely characterized Bacillus isolates from food. Only B. cereus, B. cereus var. mycoides, B. thuringiensis, B. megaterium, and B. sphaericus were consistently positive for lipid globules, although at times, a few cells of B. aneurinolyticus and B. thiaminolyticus were also positive. The lipid globule stain procedure is of value in differentiating Bacillus species, especially when performed by an experienced analyst and used in conjunction with tests for cell and spore morphology.     

Antimicrobial synergistic effect of linolenic acid and monoglyceride against Bacillus cereus and Staphylococcus aureus

The antimicrobial effect of linolenic acid with or without monoglyceride (glycerol laurate or glycerol myristate) against six food-borne microorganisms was determined in broth medium. Minimum inhibitory concentration of linolenic acid on Bacillus cereus and Staphylococcus aureus was 20 and 50 ppm, respectively. The growth of B. cereus treated with linolenic acid at 10 ppm with 10 ppm monoglyceride was more inhibitory than that of linolenic acid alone, and the viable cell population was reduced 2-4 log cycles compared to that of the control. When linolenic acid was added at that level, the adenosine triphosphate (ATP) concentration of extracellular fluid was drastically increased compared with that of the control, and the combined effect with monoglyceride was higher than that with linolenic acid alone. However, the intracellular ATP concentration decreased compared with that of the control. From these results, we concluded that linolenic acid has a strong antimicrobial activity against B. cereus and S. aureus, and that linolenic acid combined with monoglyceride showed stronger antimicrobial activity than using linolenic acid alone.