基于16S rDNA序列的4株假单胞菌属细菌的分子鉴定

对分离自养殖水环境的4株假单胞菌属细菌的16S rDNA序列进行PCR扩增并测定其核酸序列,在Gen-Bank中通过BLAST查找其同源序列,应用MegAlign软件中的Jotun Hein、Clustal V、Clustal W 3种方法进行序列差异和同源性分析,分别使用Mega 4.0软件中的邻接法(N-J)、最小进化法(ME)、最大简约法(MP)、非加权组平均法(UPGMA)构建系统发育树。3种序列分析方法结果显示,由Jotun Hein法可知,菌株T3与菌株T6序列相似度最高为98.5%,菌株T4与Pseudomonas sp.N9-1序列相似度最高为99.1%,菌株T5与Pseudomonas sp.N9-1序列相似度最高为99.6%,菌株T6与Pseudomonas putida KF703及菌株T5序列相似度最高为99.1%;由Clustal V法可知,菌株T3与Pseudomonas sp.N9-1序列相似度最高为97.0%,菌株T4与Pseudomonas plecoglossicida S21、Pseudomonas sp.N9-1及菌株T5序列相似度最高为97.7%,菌株T5与Pseudomonas plecoglossicida S21序列相似度最高为98.9%,菌株T6与菌株T5序列相似度最高为97.2%;由Clustal W法可知,菌株T3与Pseudomonas sp.N9-1序列相似度最高均为97.7%,菌株T4与Pseudomonas plecoglossicida S21序列相似度最高为99.3%,菌株T5与Pseudomonas plecoglossicidaS21序列相似度最高为99.6%,菌株T6与Pseudomonas sp.N9-1序列相似度最高为97.9%。4种方法构建的系统发育树基本一致,可初步确立4株菌株的分类地位:菌株T3与Pseudomonas sp.G53亲缘关系最近,菌株T4与序列Pseudomonas sp.N9-1以及Pseudomonas sp.WP6亲缘关系最近,菌株T5与Pseudomonas sp.3-3(2010)亲缘关系最近,菌株T6与Pseudomonas plecoglossicida S21亲缘关系最近。     

生防菌贝莱斯芽孢杆菌MC2-1全基因组测序分析

【目的】分析贝莱斯芽孢杆菌MC2-1的全基因组序列信息,挖掘该菌株拮抗物质合成的相关基因,为其生防机理研究和开发应用提供数据基础。【方法】采用二代Illumina Hiseq与三代Pacbio平台相结合的测序技术,对从美洲大蠊肠道内分离获得的烟草疫霉拮抗菌MC2-1进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组装、预测、功能注释、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测。【结果】菌株MC2-1的全基因组大小为3929792 bp,平均GC含量为46.5%,共编码4015个基因;包含tRNA基因86个、rRNA基因27个、sRNA基因81个;含有基因组岛2个、前噬菌体1个、CRISPRCas 9个。在NR、Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库中分别注释到4015、3347、2996、2841和2223个基因。在CAZyme数据库中注释到几丁质酶、纤维素酶和淀粉酶等可降解植物病原真菌细胞壁的相关酶基因。预测到菌株MC2-1中有12个次级代谢产物合成基因簇,编码表面活性素（Surfactin）、丰原素（Fengycin）、杆菌素（Bacillibactin）、杆菌溶素（Bacilysin）、大环内酰亚胺H （Macrolactin H）、杆菌烯（Bacillaene）和艰难菌素（Difficidin）等抑菌物质,其中多数抑菌物质是通过非核糖体途径和聚酮合酶途径合成,且其中6个基因簇在贝莱斯芽孢杆菌中高度保守。【结论】菌株MC2-1的基因组中含有多种次级代谢产物合成基因簇,可编码合成已知的抑菌活性物质,同时还存在降解病原真菌细胞壁的相关基因。推测菌株MC2-1可通过分泌抑菌次生代谢物及相关降解酶达到防治植物病害的效果,在农业生物防治中具有较好的应用前景。     

固氮施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）A1501同化硝酸盐代谢基因簇分布及调控研究

固氮施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）A1501在有氧条件下能够利用硝酸盐/亚硝酸盐为唯一氮源生长,表明该菌除了具有固氮和反硝化等氮循环系统外还有同化硝酸盐/亚硝酸盐系统。为进一步阐明该菌同化硝酸盐的代谢机制,利用生物信息学手段分析了硝酸盐同化相关基因的组成及分布情况,并初步研究了同化硝酸盐途径特异性调控关系。结果表明, P. stutzeri A1501中存在两个硝酸盐同化基因簇nasST-nasA-nirBDnasBcobA和nasR-nasFED,分布于基因组不同部位。第一个基因簇中nasS-nasT编码二元抗转录终止因子,nasA编码NarK/NasA家族硝酸盐转运蛋白,nirBD编码亚硝酸盐还原酶,nasB编码同化硝酸盐还原酶,cobA编码参与西罗血红素合成的尿卟啉-Ⅲ C-甲基转移酶;第二个基因簇中nasR编码单一组分抗转录终止因子,nasFED编码ABC型（ATP依赖）硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白。NasS-NasT双组分蛋白调控硝酸盐/亚硝酸盐还原酶基因的转录,NasR调控硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白基因的转录。     

云锦杜鹃转录组分析

云锦杜鹃Rhododendron fortunei具有很高的园艺观赏价值。由于缺乏相关的遗传信息,云锦杜鹃的多样性、分子辅助育种等工作进展较为缓慢。通过高通量测序技术（Illumina）,对云锦杜鹃的转录组进行了测定和分析。通过测序拼接和去冗余共获得84 633条单基因簇（unigene）序列,平均长度为691.4 bp。通过与公共数据库比对成功注释到了35 526条单基因簇,其中与葡萄Vitis vinifera基因相似的序列最多。根据基因本体论数据库（GO）可将23 215个单基因簇归类于生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类的55个功能组;真核直系同源基因数据库（KOG）将11 085条单基因簇分为26个功能分类,涉及一般功能预测的单基因簇最多,多达1 970条;以京都基因与基金组百科全书（KEGG）作为参考,依据代谢途径可将9 887个单基因簇定位到272个代谢通路。进一步分析基因注释结果,挖掘获得24个编码MADS-box基因的单基因簇分属于10个不同亚家族。此外,检测到了21 900个简单序列重复（SSR）位点,可用于SSR标记开发。     

金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因（FdDFR1）的克隆及序列分析

 【目的】克隆金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因（FdDFR1）,分析其序列特征。【方法】利用同源克隆的原理,采用RACE结合cDNA文库筛选的方法,从金荞麦cDNA文库中克隆DFR基因（FdDFR1）;对其序列进行生物信息学分析和Southern杂交检测。【结果】克隆到一个DFR蛋白基因（FdDFR1）,通过Southern杂交分析,推测在金荞麦基因组中DFR基因是1～2个基因的小家族,FdDFR1是单拷贝基因;FdDFR1基因编码一个长341个氨基酸的蛋白质,在N端存在一个NADP结合位点“VTGASGFVGSWLVMRLLEHGY”,还存在一个底物结合特异性决定的氨基酸基序“TVNVEEKQKPVYDETCWSDVDFCRRV”。【结论】首次从金荞麦中克隆到类黄酮代谢的中期关键酶基因（FdDFR1）,它具有DFR同源基因的典型特征。     

辣椒疫霉拮抗菌Y4-39全基因组测序与分析

【目的】解析辣椒疫霉拮抗菌Y4-39的全基因组序列信息,阐明其防病促生机制,为其开发和应用提供理论依据。【方法】采用三代牛津纳米孔测序（ONT）和二代测序平台（BGISEQ）相结合的方法,对从黑水虻肠道分离获得的对辣椒疫霉具有较强抑制活性的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis） Y4-39进行全基因组测序、组装、基因预测和功能注释,并进行比较基因组学分析,从全基因组水平挖掘菌株Y4-39的次生代谢产物合成基因簇。【结果】菌株Y4-39全基因组大小为3891759 bp,GC含量46.67%,编码3713个蛋白基因,27个rRNA和86个tRNA基因,不含质粒。基于全基因组序列构建的B.velezensis系统发育进化树可分为5个亚群,亚群间的平均核苷酸一致率（ANI）大于97%,亚群内各菌株之间ANI大于98%。预测得到12个潜在的次生代谢产物合成基因簇,包括表面活性素、大环内酰亚胺H、bacillaene、芬枯草菌素、地非西丁、杆菌素和杆菌溶素等抑菌活性物质,同时还存在5个产物未知的次生代谢产物合成基因簇。【结论】贝莱斯芽孢杆菌种内存在一定程度的分化。菌株Y4-39基因组含有多个次生代谢产物合成基因簇,具有合成多种抑菌活性物质的能力,具有较好的应用前景。     

普城沙雷氏菌ACCC 02146产灵菌红素调控基因的鉴定

【目的】鉴定影响普城沙雷氏菌ACCC 02146产灵菌红素能力的基因，构建ACCC 02146的转座子突变体文库，为进一步研究普城沙雷氏菌ACCC 02146灵菌红素合成机制奠定基础。【方法】采用平板划线法从菌种保藏中心购买菌株和实验室保藏菌株中获得15株产灵菌红素的菌株。采用16S rRNA基因测序法鉴定各菌株，邻接建树将其分类，并比较不同类别菌株灵菌红素合成基因簇启动子序列差异，观察各菌株产色能力。对16S rDNA序列和灵菌红素合成基因簇启动子序列均有异于其他菌株的普城沙雷氏菌ACCC 02146合成灵菌红素的调控基因展开研究。构建ACCC 02146的转座子突变体文库，筛选出产色能力明显改变的克隆子并鉴定出对应的转座子插入突变基因。【结果】该突变体文库中有74个突变体表现出产灵菌红素能力的变化。其中25个突变体转座子插入发生在pigA、pigB、pigC、pigD和pigH等5个灵菌红素合成簇基因上，49个突变体转座子插入基因为灵菌红素合成基因簇之外的基因。在鉴定到的产色能力改变的突变体中，麦芽糖O-乙酰基转移酶基因突变菌株有6个，二氢乳清酸脱氢酶基因突变菌株有4个，MarR家...     

藤黄微球菌AD3的阿特拉津降解基因检测与分析

为了获得高效稳定的阿特拉津基因,分离出更多的阿特拉津降解菌,试验采用PCR基因扩增和氮源利用方法,对AD3菌株的阿特拉津降解基因进行了检测和测序,并与其他菌株阿特拉津降解基因的序列进行了比较。结果表明：Micrococcus luteus AD3菌株含有阿特拉津降解基因trzN,atzB,atzC和atzDEF。其中trzN基因中心区的序列与Arthrobacter sp.TC1的trzN完全相同,atzB和atzC基因中心区的序列与Pseudomonas sp.ADP的atzB和atzC完全相同。AD3菌株能以氰脲酸为唯一氮源生长,Micrococcus luteus AD3菌株能将阿特拉津彻底降解成CO2和NH3。     

玉米大斑病菌HST生物合成基因簇的结构和表达分析

【目的】分析玉米大斑病菌寄主选择性毒素（host selective toxin,HST）生物合成基因簇Cluster 397.3的结构,以及该基因簇组成基因在玉米大斑病菌侵染过程中的表达情况,为玉米大斑病菌HST的结构和功能研究奠定基础。【方法】以玉米大斑病菌23号生理小种et28a和01-23菌株,1号生理小种ny001和01-11菌株,玉米感病自交系B37为材料,利用antiSMASH技术预测玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇,通过Synteny共线性分析获得玉米大斑病菌HST生物合成基因簇Cluster 397.3,并对其基因组成和结构进行分析,再利用RNA-Seq技术分析该基因簇的组成基因在玉米大斑病菌侵染玉米叶片3,5,7,10 d的表达情况。【结果】玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇Cluster 397.3与交链链格孢（Alternaria alternata）ACT-毒素合成基因簇有保守的共线性,含有1个聚酮合酶（PKS）、1个氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）、1个短链脱氢酶/还原酶（SDR）、1个锌结合氧化还原酶（ZOR）、1个保守假定蛋白（CHP）、2个细胞色素P450（P450）及2个耐药转运蛋白（DRT）等9个基因。其中PKS与ACT-毒素合成酶基因ACTTS3同源,编码的聚酮合酶包括PksD、PS-DH、Methyltransf_12、PKS_KR、PKS_NbtC superfamily和NADB_Rossmann superfamily 6个典型结构域。RNA-Seq分析结果表明,将玉米大斑病菌接种玉米叶片3,5,7,10 d后,Cluster 397.3组成基因均能表达,且以3 d时表达量整体较高;除CHP基因外,01-11菌株中基因表达量均显著高于01-23菌株。【结论】Cluster 397.3基因表达差异与玉米大斑病菌生理小种的分化和致病特异性有关,该基因簇可能参与了玉米大斑病菌寄主选择性毒素的生物合成。     

苏云金芽孢杆菌NAD(P)H:醌氧化还原酶基因的克隆和敲除载体的构建

以苏云金芽孢杆菌库斯塔克亚种(Bacillus thuringiensis subsp.kurstaki)8010为研究材料,通过PCR技术获得Bt 8010菌株NAD(P)H:醌氧化还原酶基因上下游2个片段,以含有卡那霉素抗性基因的pDG780质粒为中间载体,通过酶切、连接和PCR,构建含待敲除NAD(P)H:醌氧化还原酶基因上下游片段、卡那霉素抗性基因的重组质粒pRN5101DKU,为后续Bt8010菌株NAD(P)H:醌氧化还原酶基因的敲除做准备.     

土壤宏基因组中硫氧还蛋白还原酶部分序列的克隆

为探明硫氧还蛋白还原酶(TrxR)在微生物中的保守性,利用宏基因组技术从农药厂废水淤泥中提取环境DNA,并以其为模板直接采用PCR方法进行TrxR基因克隆,最终获得了硫氧还蛋白还原酶基因的部分序列片段。该片段全长476 bp,通过多序列比对及进化树分析,发现其与海杆菌、假单胞菌硫氧还蛋白还原酶基因序列的同源性高达80%以上,氨基酸序列同源性达98%以上,在进化中具有高度的保守性。     

来源于假单胞菌4-硝基酚降解基因簇中的偏苯三酚1,2-双加氧酶基因克隆和功能鉴定

通过富集培养的方法从农药厂废水曝气池的活性污泥中筛选到了一株既具有甲基对硫磷降解活性又可以有效降解4-硝基酚的高效菌株1-7,经16S rDNA鉴定为假单胞菌（Pseudomonas sp.）。根据4-硝基酚降解相关基因保守区设计简并引物扩增小片段,再应用TAIL-PCR克隆得到偏苯三酚1,2-双加氧酶基因dio1,基因全长873 bp,编码290个氨基酸,酶蛋白理论分子量为32.8 kDa。 doi1基因在E. coli BL21中过量表达,并通过Ni-NTA亲和层析纯化,结果表明该酶具有正常的生物学活性,证明了假单胞菌1-7可以通过偏苯三酚途径降解4-硝基酚。初步探讨了假单胞菌1-7的4-硝基酚降解机制。     

家蚕核多角体病毒p10基因的克隆和分子系统进化分析

根据GenBank中家蚕核多角体病毒T3株中p10基因的保守序列,克隆得到了8个不同地区的家蚕核多角体病毒的p10基因,并分别与GenBank中的NPVp10基因进行比对.结果发现p10基因都含有1个213 bp的开放阅读框(ORF)共编码70个氨基酸,8株P10蛋白间氨基酸序列相似性为95%~100%,相似性高.与GenBank中Ac-MNPV和BmNPV的P10蛋白相比,8株BmNPV P10蛋白都缺失了3个保守结构域中的C-端结构域,只含有2个保守结构域,即N-端卷曲螺旋和Pro丰富区.     

小球藻鉴定基因的筛选及几株高产油微藻的分子鉴定

[目的]选择合适的小球藻种属鉴定基因,对高产油微藻进行分子鉴定。[方法]从分子鉴定常用的4条基因核基因组rDNA的18SrRNAgene、内转录间隔区（ITS）、内转录间隔区2（ITS2）和叶绿体rbcL基因中筛选出最为适用的小球藻鉴定基因,并对从自然水体中分离筛选出的5株油脂含量在30%以上的小球藻（Chlorellasp.）进行了分类鉴定。[结果]ITS序列变异程度高,片段长度短,序列长度在种间变异较大,而在小球藻种内高度保守,且种间距离（0.4396±0.1359）远大于种内距离（0.0457±0.0843）,适用于小球藻属内种的鉴定。应用ITS序列分别将5株高产油藻鉴定为1株C.vulgaris、2株C.sorokiniana藻和2株Chlorellasp.。[结论]为建立藻类的鉴定基因库提供了参考。     

水稻基因启动子OsBTF3p的克隆和启动活性分析

 【目的】分子克隆水稻基因OsBTF3启动子片段,明确其对靶基因表达的启动作用,为抗病转基因水稻研究提供理论依据和启动子元件材料。【方法】对OsBTF3编码区上游1387 bp的启动子（OsBTF3p）序列进行了克隆和序列分析,构建了OsBTF3p∷GUS融合基因植物表达载体pCAM-OsBTF3p,利用农杆菌介导的水稻遗传转化,获得了39株OsBTF3p∷GUS转基因植株,对OsBTF3p进行了启动活性、组织特异性及病原菌诱导性分析。【结果】分子克隆了OsBTF3p片段,其序列与GenBank中的已知序列一致。在转基因水稻愈伤组织中能够检测到GUS活性,表明该启动子具有启动活性。在转基因水稻叶片维管束组织和根部组织能检测到GUS活性。水稻白叶枯病菌(Xoo)侵染后OsBTF3p驱动的GUS活性明显地上调表达。【结论】OsBTF3p具有驱动GUS基因表达的启动活性、组织表达特异性和病原菌诱导性。     

新基因p7TP3剪切体1的克隆与亚细胞定位

利用RT-PCR技术扩增丙型肝炎病毒p7蛋白反式调节基因3剪切体1（p7TP3剪切体1）开放阅读框序列。将目的基因片段插入pGEM-T载体中,经双酶切和测序鉴定后,定向克隆至荧光表达载体pEGFP-C1,EcoRI及BamHI双酶切鉴定。脂质体法转染HepG2细胞,荧光显微镜下观察确定其亚细胞定位。结果表明,p7TP3剪切体1片断长度为381 bp,与预期结果一致;亚细胞定位结果表明,该蛋白定位于细胞浆中。     

缢蛏致病菌假单胞菌的分子生物学分析

从患病缢蛏（Sinvnovacula constricta）中分离到一株病原菌,命名为1#菌株。采用传统方法提取菌株DNA,PCR扩增其16SrDNA基因片段、测序,得到该菌基因片段序列长度为1438bp。用MegAlign软件进行比对5种不同种细菌基因序列,构建进化树。16SrDNA产物序列分析结果表明：该菌株的16SrDNA的核苷酸序列与多株假单胞菌（Pseudomonas sp）的同源性为99％,在系统发育树上构成一个分支。在细菌系统发育分类学上,该菌株属于假单胞属,但与已定名的假单胞菌有一定的差异,与几种未定名的假单胞菌的亲缘关系最接近。对其分类地位的最后确定还需进一步的系统发育学分析。     

猪瘟C—株和野毒株p80基因的序列分析

利用RT-PCR及nPCR技术扩增出了C-株免脾组织毒和广西玉林野毒（GXYL）p80基因的一段长942bp的序列，并将其克隆互PMD-18T载体中，测定其核苷酸序列并推导出了相应的氨基酸序列，比较C-株，GXYL株和已发表的Alfort株、Brescia株相应核苷酸序列及氨基酸序列同源性，核茜酸同源性最低为87.46%，最高为98.08%，氨基酸同源性最低为94.27%，最高为98.09%，进一步证实了HCV p80基因的高度保守性。     

棉花GhSRK2D基因的分子克隆及其功能分析

SnRK2类蛋白激酶在植物抵御非生物胁迫上起到非常重要的作用,可将其作为候选基因,通过转基因方式对作物进行耐旱性改良。 本研究利用RACE PCR技术从陆地棉分离到一个SnRK2同源基因GhSRK2D。生物信息学分析表明GhSRK2D属SnRK2sⅢ亚家族;GhSRK2D蛋白含有N 豆蔻酰化位点,跨膜结构域和5个核心的丝氨酸残基位点;另外, GhSRK2D蛋白的C末端保守结构也包含Osmotic Box、SnRK2 Box 和 ABA Box。 Southern杂交分析GhSRK2D基因在Y18生态型棉花基因组中含有两个拷贝;Real time PCR分析显示GhSRK2D在棉花不同组织器官中均有表达,在叶器官中表达量最高;且受ABA、高盐、高渗（甘露醇）及低温胁迫的诱导。这些结果预示了棉花GhSRK2D基因可能在非生物胁迫逆境下参与抗逆相关生理过程发挥重要作用。