接合转移技术将外源DNA大片段引入变铅青链霉菌中的研究

为了发展一种将150 kb及以上的外源DNA片段引入变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中的有效方法,以大肠杆菌-变铅青链霉菌穿梭细菌人工染色体为载体,将携带完整格尔德霉素生物合成基因簇的3个150~180 kb的外源DNA片段期望以接合转移的方式从大肠杆菌宿主菌(Escherichia coli ET12567/p UZ8002)中横向转移入变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)TK23菌株中。结果表明,接合转移技术能够有效地将携带完整格尔德霉素生物合成基因簇的3个外源DNA大片段引入到变铅青链霉菌基因组中并稳定传代。     

链霉菌高拷贝质粒pIJ101DNA的研究 Ⅲ.在变铅青链霉菌中的启动子活性

链霉菌高拷贝质粒pIJ101上的两个片段(1.18kb和0.54kb)在大肠杆菌中具有明显的启动子活性。把这两个片段克隆到链霉菌启动子探针载体pIJ424和pIJ425(修饰了克隆位点)上,转化到变铅青链霉菌中,然后用梯度平板测定转化子对卡那霉素的抗性水平发现:在变铅青链霉菌中,1.18kb的片段在两个方向都有启动子活性,而0.54kb的片段则明显没有。     

变青链霉菌DNA的研究——Ⅰ.电泳过程中的特异性降解

变青链霉菌基因组DNA和质粒DNA在某些特定批号的电泳缓冲液中电泳时,双链DNA遭到很强的降解。变青链霉菌基因组DNA受到有限切割而产生的DNA片段的平均大小为6kb左右。天兰色链霉菌A3(2)和好几种其它链霉菌菌株的DNA,以及大肠杆菌的DNA在同样条件下并不受这种切割的影响。已经证明,这种特异性对变青链霉菌DNA的切割不是由于缓冲液中污染了微生物,进而产生核酸酶所致,而是由于某些批号的EDTA商品中污染了Fe~(2+)所致。变青链霉菌中DNA制备物“较差”的许多报道可能都是上述原因所致。     

变铅青链霉菌66多效性突变子的遗传分析

ＺＸ１和ＺＸ７是变铅青链霉菌ＪＴ４６经ＮＴＧ诱变所产生的多效性突变菌株。进一步的研究证明，它们表达黑色素基因能力的降低与异常修饰这两种不同的遗传表型是不同基因作用的结果。将天蓝色链霉菌中控制产孢的关键基因ｗｈｉＧ引入ＺＸ１并不能恢复或互补ＺＸ１产孢差的性状。ＺＸ１的ＤＮＡ经脉冲电泳也不补降解。脉冲电泳和基因文库杂交的结果均证明ＺＸ１发生大片段缺失。     

小白链霉菌武夷变种HWM DNA的制备及最适酶切条件确定

为构建小白链霉菌武夷变种(Streptomyces albulus var. wuyiensis)的细菌人工染色体(bacterial artificial chromosomes,BAC)文库,提取了小白链霉菌武夷变种高分子量DNA(high molecular weight DNA,HMW-DNA)。用低熔点琼脂糖(low melting point agarose,LMP)包埋小白链霉菌武夷变种菌丝球,胶块经溶菌酶、蛋白酶K、两种限制性内切酶(BamHI、Hind III)处理后,使用箝位匀强电场(CHEF)凝胶电泳检测DNA片段大小。电泳结果显示提取HWM DNA完整,满足构建BAC文库的条件,确定了最适酶切条件为Hind III0.2 U酶切10min,为小白链霉菌武夷变种功能基因的研究奠定了基础。     

大肠杆菌乙酰-CoA羧化酶基因异源表达对变铅青链霉菌次级代谢的影响

克隆组装了大肠杆菌的乙酰-CoA羧化酶基因acc,以研究其异源表达对变铅青链霉菌中2种“沉默”抗生素放线紫红素和十一烷基灵菌红素合成的影响。大肠杆菌ACC由4个基因编码,通过PCR扩增4个基因,并通过重叠延伸PCR加上ermE启动子,构建得到4个重组基因;再将重组基因依次组装得到异源表达质粒pHLZ11,接合转移到变铅青链霉菌中进行异源表达。结果显示：含有异源表达质粒的变铅青链霉菌接合转移子能合成放线紫红素而十一烷基灵菌红素产量提高。表明大肠杆菌acc基因异源表达能够激活变铅青链霉菌沉默抗生素的合成,并提高已有抗生素产量。     

硫藤黄链霉菌基因组表达文库的构建及筛选

为了探讨硫藤黄链霉菌中可能存在的次级代谢产物合成及调控机制,以链霉菌整合型质粒pJTU2554为载体,构建了硫藤黄链霉菌的基因组表达文库。以模式菌株变铅青链霉菌为异源表达宿主,通过生物活性筛选获得9株具有抑菌活性的异源表达突变菌株,同时通过PCR筛选获得多个含有聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因的克隆子。TLC及HPLC-MS分析发现6个携带有aureothin生物合成基因簇的cosmid,通过异源表达在变铅青链霉菌中成功合成聚酮类抗生素aureothin,证实文库异源表达及筛选的有效性。     

吸水逻霉菌应城亚种10—22限制性缺陷菌株的筛选和鉴定

吸水链霉菌应城亚种１０－２２对外源载体ＤＮＡ显示强烈的限限制性，来自变铅青链霉菌高拷贝质粒ＰＩＪ１０１的衍生载体ＰＩＪ７０２，能以较低频率转化吸水链霉菌应城亚种１０－２２的衍生菌株Ｑ１５１０。     

改进亚硫酸盐测序技术研究拟南芥DNA甲基化水平

DNA胞嘧啶甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式,在细胞增殖、分化、发育、基因组印迹、基因表达调控等过程中起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的深入,各种DNA甲基化检测方法被开发出来满足不同类型的研究需求.通过实验建立的一种改进亚硫酸盐测序技术,将拟南芥基因组DNA经酶切纯化后,用亚硫酸盐修饰液修饰,将PCR产物克隆到pEASY-T1载体上,每个样品随机挑取15个阳性克隆,测序分析,研究拟南芥错配修复基因MutL-homologue 1 (MLH1)启动子区域的甲基化水平.结果表明:与传统亚硫酸盐测序法相比,改进方法有利于DNA完全修饰,既减少了修饰时间,又提高了PCR目的片段的特异性、稳定性和重复性;MLH1基因启动子区域甲基化比率为27.3％,而不是45.6％,避免了非甲基化位点的错认.为植物DNA甲基化分析提供了一种更为理想的研究手段.     

基于II型毒素–抗毒素系统构建ε–聚赖氨酸合成酶的链霉菌稳定表达载体

鉴于ε–聚赖氨酸収酵过程对抗生素压力条件的依赖,尝试基于Ⅱ型毒素–抗毒素系统(relBE2sca)构建无选择压力下稳定表达ε–聚赖氨酸的淀粉酶产色链霉菌表达系统:将抗毒素基因relB2sca与ε–聚赖氨酸合成酶基因pls克隆至表达载体,幵导入淀粉酶产色链霉菌pls缺失突变株,将毒素基因relE2sca整合至淀粉酶产色链霉菌的染色体(突变株YY3),获得包含ε–聚赖氨酸稳定表达的突变株YY1。经过多次传代,相比对照组,在不含抗生素压力条件下,突变株YY1依然能够稳定地合成ε–聚赖氨酸。毒素蛋白RelE2sca的表达会导致变铅青链霉菌、阿维链霉菌和链霉菌FR–008等常用链霉菌异源表达宿主的死亡,提示基于Ⅱ型毒素–抗毒素系统(relBE2sca)可作为一种通用的遗传标记。     

变铅青链霉菌高效异源表达宿主SBT5的构建

以变铅青链霉菌TK24为出发菌株,依次敲除钙依赖抗生素(CDA)、放线紫红素(ACT)和十一烷基灵菌红素(RED)这3个内源抗生素的生物合成基因簇,同时在钙依赖抗生素基因簇原位整合了来自棒状链霉菌的全局性调控基因afsRScla,构建得到变铅青链霉菌菌株SBT5。将来自天蓝色链霉菌的放线紫红素生物合成基因簇导入SBT5中,接合子产生大量蓝色的放线紫红素,而出发菌株TK24只产微量蓝色抗生素;SBT5接合子的ACT产量也显著高于导入了额外act基因簇拷贝的出发菌株接合子。SBT5菌株次级代谢背景清晰,不产色素类抗生素和抗细菌抗生素,可作为高效宿主用于次级代谢产物基因簇的异源表达和筛选。     

羊毛硫抗生素雷可肽同源基因簇的异源表达

高杰氏链霉菌中含有新型羊毛硫抗生素雷可肽(lexapeptide)的同源基因簇lxm2,为探索该基因簇相应的产物,将包含lxm2的细菌人工染色体转到变铅青链霉菌中进行异源表达,证实其可以产生雷可肽;同时还获得另一个新次级代谢产物,基因敲除实验表明此化合物的合成也与lxm2相关。通过色谱技术对新化合物进行分离纯化,结合核磁共振谱、高分辨质谱和二级质谱确定其结构为具有多重修饰的线性六肽,与雷可肽的N-端六氨基酸序列相同,命名为Lxm-N-六肽,该化合物没有检测到抗菌活性。     

DNA甲基化在植物生长发育中的作用

DNA甲基化是植物体细胞基因组中一种常见的DNA共价修饰方式。在植物的正常生长发育中,DNA甲基化与外来基因的防御、内源基因表达的调节及转基因沉默等之间有着极大的关系。     

DNA疫苗及其应用

DNA疫苗是90年代初发展起来的新的免疫学技术，被誉为第三次疫苗革命。DNA疫苗是指直接把带有目的抗原基因的重组质粒转染或注射到动物细胞中，使之在细胞内持续表达出天然的抗原物质。这些目的蛋白质经正确的糖基化修饰等加工处理后，与主要组织相容性复合物抗原形成复合物并被提到细胞表面，诱导特异性体液免疫应答和细胞免疫应答，使动物获得保护。DNA疫苗的免疫机制已被多数学者所接受，其应用潜力也得到世界各国的重视。美国已批准流感、结核、疟疾、乙肝等数种DNA疫苗做临床实验，其中结核和疟疾DNA疫苗已获准生产。我国也有10…     

阿维链霉菌BAC文库的构建及分析

为进一步阐明阿维菌素的生物合成路径和调控途径,提高阿维菌素的产量,采用BamHⅠ限制性内切酶酶解阿维链霉菌基因组DNA的方法,构建了阿维链霉菌的细菌人工染色体(BAC)文库。该文库共包含2 304个克隆,平均插入片段为101kb,空载率约9%,覆盖了该菌基因组的25.9倍。该文库的成功构建可以为其他微生物尤其是基因组具有磷硫酰化修饰的微生物的文库构建提供参考。     

采用实时荧光定量PCR技术比较提取土壤真菌DNA方法的差异

[目的]采用实时荧光定量PCR技术比较手提方式和OMEGA微量土壤DNA提取试剂盒获得土壤中真菌DNA的差异。[方法]接种5个梯度稀释的辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）菌丝到灭菌土壤中,并设置不接种的样品为阴性对照。采用手提方式和OMEGA土壤微量DNA提取试剂盒分别提取制备的土壤样品,采用实时荧光定量PCR方法和辣椒疫霉菌的特异性引物对土壤样品中的辣椒疫霉菌进行定量,并对结果进行比较,分析两种方法的特点。[结果]手提方式和试剂盒方式获得的土壤真菌DNA受土壤中杂质的影响较小,并且均能获得适合实时荧光定量PCR技术的模板DNA。采用试剂盒方式获得的辣椒疫霉菌定量结果比手工提取方式获得的辣椒疫霉菌定量结果平均高2.78倍。[结论]采用OMEGA微量土壤DNA提取试剂盒方法获得的菌体基因组DNA的量较多,定量结果更精确;手提方法所需试剂均为常用生化试剂,方便获得且价格低廉。因此,两种方法各有优势,可以根据实际情况选择。     

核桃乳DNA提取方法优化与DNA条形码鉴定

随着乳饮料行业快速发展,掺杂使假现象层出不穷,对核桃乳真实成分的准确鉴定变的尤为重要。核桃乳属深加工食品,DNA破坏严重,DNA提取是开展核桃乳DNA条形码鉴定的首要环节。为优化核桃乳DNA提取方法,并基于psbA-trnH基因DNA条形码建立核桃乳的掺假造假鉴定方法。以10种不同品牌的核桃乳为样品,采用3种方法(静置抽提、异丙醇沉淀、抽真空冻干)进行预处理,再用2种CTAB裂解沉淀方法和3种试剂盒方法(康为新型植物基因组DNA提取试剂盒、爱思进植物基因组DNA提取试剂盒和天根深加工食品DNA提取试剂盒)提取核桃乳DNA,并在此基础上创新尝试了CTAB与爱思进试剂盒结合方法。以提取的市售核桃乳DNA为模板,利用自行设计的特异性基因psbA-trnH-wal鉴定样品中是否含有核桃成分,确定造假情况;选择常见植物候选基因psbA-trnH鉴定样品中是否含有其他成分,确定掺假情况。结果表明,抽真空冻干预处理方法优于其他2种预处理方式。CTAB与爱思进试剂盒结合方法能提取到纯度好、得率高、扩增能力强的核桃乳DNA,是最佳的核桃乳DNA提取方法。扩增及比对结果显示,1款核桃乳样品中含有花生,属于掺假产品。抽真空冻干预处理、CTAB与爱思进试剂盒结合为优化后的核桃乳DNA提取方法,psbA-trnH-wal基因和psbA-trnH基因结合能够对核桃乳及其掺假造假品进行快速准确的鉴定。     

一种简易有效的提取真菌DNA化学改良方法

[目的]探索适合真菌基因组DNA提取的有效方法。[方法]以酵母茵（Hansenula sp.HS07A）和青霉菌（Penicillium sp.HS07）为供试菌株,分别采用煮沸裂解法、石英砂研磨法、研磨和反复研磨冻融法和化学改良法提取其基因组DNA,比较这4种方法的提取效果。[结果]化学改良法提取基因组DNA,除去了机械破壁过程,减少了机械力对DNA造成的破坏,运用阴离子去污剂SIB提取DNA安全、价廉,能有效、完整地提取高质量的基因组DNA,凝胶电泳条带清晰、无弥散,以此基因组DNA作为目的片段的PCR扩增模板,扩增效果优于改良前的方法,并且这种方法也适合多种真菌和细菌基因组DNA的提取。[结论]化学改良法是提取真菌基因组DNA的有效方法。     

基于机器学习方法的拟南芥基因组DNA复制时间预测研究

【目的】基于机器学习方法,构建拟南芥基因组DNA复制时间分类器,探究与复制时间相关的表观遗传修饰,为进一步研究DNA复制时间的表观遗传调控机制提供参考。【方法】收集拟南芥全基因组的DNA复制时间数据和多种DNA表观遗传修饰特征(ChIP-Seq)数据,以及染色质开放状态(DNase-Seq)数据,先通过t-SNE初步对DNA表观遗传修饰特征数据降维来衡量DNA复制早晚的可预测性,并利用皮尔逊相关系数计算了多种DNA表观遗传特征与DNA复制时间信号两两之间的相关性,再通过构建随机森林、多类别逻辑回归和支持向量机3种分类器对DNA复制时间进行建模分析,以十折交叉验证和ROC曲线下的面积(AUC)为衡量指标,用80%的数据建模,20%的数据对模型效果进行验证。【结果】3种分类器对DNA复制时间都具有良好的预测能力,平均AUC均达0.8以上。DNA复制早期信号与RNA聚合酶Ⅱ结合信号以及染色质开放状态信号等呈正相关,而复制晚期信号则与其呈负相关。其中H3.1、H3.3、H2AW、H4K16ac、H3K36me3、H3K4me3均可能与DNA复制时间存在密切关系。【结论】拟南芥基因组DNA复制时间可以通过表观遗传修饰进行准确预测,其中对DNA复制晚期的预测最为准确;并发现了与DNA复制时间关系密切的组蛋白变体及表观遗传修饰。     

6种链霉菌基因组DNA提取方法比较

采用优化SDS、SDS、优化CTAB、CTAB、液氮研磨、微波法分别提取委内瑞拉链霉菌基因组DNA,比较6种方法的差异,选出最佳提取方法分别提取S.fradiae,S.venezuelae,S.ambofa-ciens,S.glaucescens,S.coelicolor基因组DNA,并利用16S rDNA的通用引物扩增相应的目的基因。结果表明:6种方法制备的基因组DNA以优化SDS法和微波法为上选,后者的纯度高但量很少。优化SDS法是6种提取方法中最可靠的DNA提取方法,DNA量大,纯度高,可靠,可作为PCR反应的模板进行16S rDNA基因有效扩增。