奶牛日粮添加共轭亚油酸和二十二碳六烯酸对瘤胃纤维素酶活性的影响

本试验旨在研究在奶牛日粮中添加亚油酸(Linoleic acid,LA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)对奶牛瘤胃液中纤维素酶(水杨苷酶、木聚糖酶、羧甲基纤维素酶)活性的影响。结果表明,日粮中添加LA会抑制瘤胃中木聚糖酶的活性,但可提高水杨苷酶和羧甲基纤维素酶的活性,而DHA对3种酶的活性均有提高作用,其中LA和DHA对水杨苷酶和羧甲基纤维素酶活性的提高具有协同作用。木聚糖酶和水杨苷酶的活性均在饲喂后2h达到最高点,而羧甲基纤维素酶的活性则随着时间的变化呈降低趋势。     

独龙牛瘤胃细菌纤维素酶基因克隆

[目的]从分子生物学水平对独龙牛的瘤胃纤维素酶基因资源进行筛选及酶学特性研究,为后续开发利用新的纤维素酶提供参考依据,也为揭示瘤胃微生物降解纤维素的作用机理打下基础.[方法]提取独龙牛瘤胃微生物中的大片段基因组DNA,构建瘤胃微生物基因组文库,并进行纤维素酶活性筛选,筛选获得的高活性基因经测序后进行生物信息学分析与酶学性质研究.[结果]从独龙牛瘤胃中共获得20352个阳性克隆,白斑率达92%,构建的瘤胃微生物基因组文库容量899.6 Mb,空载率1.82%.从瘤胃微生物基因组文库筛选获得2个具有纤维素酶活性的阳性克隆(B1和B2),其中,B1基因序列长1230 bp,编码409个氨基酸,基因编码产物与来自Ruminococcusalbus纤维素酶基因编码产物(β-1,4-内切葡聚糖酶,GenBank登录号P23661.1)的覆盖率高达99%,其同源性高达97%;B2基因序列长1002 bp,编码333个氨基酸,基因编码产物与Unculturedmicroorganism纤维素酶基因编码产物(纤维糊精酶,GenBank登录号ADB80112.1)的覆盖率高达99%,其同源性为83%.B1和B2基因可在Rosetta原核表达宿主菌中成功诱导表达,B1纤维素酶的最适pH为6.0,最适温度40℃;B2纤维素酶的最适pH为6.0,最适温度40~50℃.[结论]从构建的独龙牛瘤胃微生物基因文库中筛选获得2株具有较高活力的纤维素酶(B1和B2),其中,B1为β-1,4-内切葡聚糖酶,而B2为新的纤维糊精酶,可为纤维素的体外降解提供新型材料.     

山羊瘤胃微生物宏基因组文库中一个新型纤维素酶 基因的克隆与表达

通过功能筛选方法,从安徽白山羊瘤胃微生物宏基因组文库中筛选得到了6个纤维素酶的阳性克隆。对其中的1个阳性克隆进一步进行亚克隆和序列分析,获得一个新型纤维素酶基因开放阅读框,通过BLAST对基因全序列进行分析比较,发现其与来自Bacteroides cellulosilyticus DSM 14838的hypothetical protein具有51%的序列相似性和65%的同源性。并以p ET28a(+)为载体、Escherichia coli BL21(DE3)为宿主菌,对新型酶基因进行高效重组表达,并对该酶表达条件进行优化。     

奶牛瘤胃微生物BAC文库中脲酶克隆的筛选与分析

利用脲酶选择性培养基,从奶牛瘤胃微生物BAC文库的15 360个克隆中筛选得到了12个脲酶克隆.利用酚-次氯酸法对脲酶克隆子的酶学性质分析,表明均具有不同的尿素分解能力,酶的活力范围是30～2 466 U/mg.脲酶阳性克隆插入片段大约是60 kb,限制性内切酶Hind Ⅲ酶切图谱表明,各个克隆具有不同DNA片段,其中脲酶Urease 1、Urease 3、Urease 4和Urease 9的最适pH8.0,最适温度为60℃.本研究从奶牛瘤胃微生物BAC文库中筛选到了具有脲酶酶活特性的克隆.     

不同日粮类型对绵羊瘤胃微生物木聚糖酶基因多样性的影响

选取安装有永久性瘤胃瘘管的中国美利奴绵羊4只,先后饲喂全粗料日粮和精料型日粮(精粗比3∶2),提取微生物宏基因组DNA。通过PCR产物克隆文库构建、DNA测序和序列分析以研究在不同日粮条件下,绵羊瘤胃微生物糖苷水解酶第10家族(GH10)和第11家族(GH11)木聚糖酶基因的多样性。结果表明,全粗料日粮时分别获得108和137条GH10和GH11家族木聚糖酶基因片段,精料型时分别获得145和235条GH10和GH11家族木聚糖酶基因片段,这些序列分别归属于19、20、53和26个操作分类单元(OUT)。DNA序列分析表明,GH10家族木聚糖酶基因片段与梭菌和拟杆菌来源的木聚糖酶基因有较高的相似性,GH11家族木聚糖酶基因片段与放线菌、麦角真菌来源的木聚糖酶基因有较高的相似性。饲喂全粗料日粮时,有57.9%的GH10家族序列与已知木聚糖酶基因的相似性小于90%;饲喂精料型日粮时,有65.4%的GH11家族序列与已知木聚糖酶基因的相似性小于90%。由此可见,绵羊瘤胃微生物GH10和GH11家族木聚糖酶基因序列具有丰富的多样性,并且大部分为新发现的序列。饲喂全粗料日粮时,更有利于发现瘤胃微生物GH10家族木聚糖酶新序列;饲喂精料型日粮时,更有利于发现GH11家族木聚糖酶新序列。     

瘤胃微生物总DNA提取方法的比较

目前如何获得完整的瘤胃微生物总DNA是对瘤胃微生物在分子水平研究中关键的一步。瘤胃微生物总DNA分子片段很大,大概在15kb￣20kb,因此需要选择一种合适的提取方法来获得完整的总DNA片段。笔者研究采用物理方法如玻璃珠研磨震荡法、反复冻融法、超声波破碎法、液氮研磨法等,化学方法如表面活性剂十二烷基磺酸钠(sodiumdodecylsulfate,SDS)、溴化十六烷三甲基铵(CetyltrimethylAmmoniumBromide,CTAB等),酶解法(溶菌酶、蛋白酶K等)相结合,并对其进行比较,选择最佳的提取方法,使其符合以后PCR扩增要求以及其它后续研究工作。试验结果表明用玻璃珠研磨震荡加CTAB提取液的方法、反复冻融加SDS提取液的方法提取的瘤胃微生物总DNA的效果高于其它方法,并且通过电泳以及PCR检测,所提取的DNA的量适于进一步的分子生物学研究。     

不同氮源对绵羊瘤胃内固液相纤维素酶活的影响

本论文旨在研究不同氮源对绵羊瘤胃内固、液相纤维素酶活的影响.选择体况良好,体重50kg左右的苏尼特绵羊9只,随机分成3组,分别饲喂以鱼粉、棉粕和豆粕为主要氮源的日粮.试验分别用瘤胃内容物(液体部分)和瘤胃内容物经两层纱布过滤后的残渣(固相部分)制取酶液,采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)还原糖法测定酶活.在39℃,pH 6.8,反应1h,煮沸5min,冷却5min条件下,于530nm处比色测定瘤胃内CMC(羧甲基纤维素酶)、滤纸酶、果胶酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶的活性.结果表明:氮源对绵羊瘤胃固相纤维素酶活影响显著,Ⅱ组(棉粕)的滤纸酶、果胶酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶的活性显著高于Ⅰ组(鱼粉)(p<0.05).固、液相部分来源的纤维素酶活差异很大,固相部分的纤维素酶活数值大概是液相部分的10倍.     

肠道微生物宏基因组文库构建及酯解酶基因筛选

利用宏基因组学方法,以人肠道微生物样品为原材料,构建了1个约30 000个克隆的fosmid文库.以三丁酸甘油酯为底物,通过功能筛选,获得1个酯解酶阳性克隆.对该阳性克隆构建亚克隆,挑选具有酯解酶活性的阳性亚克隆进行测序分析,最终获得1个肠道微生物来源的酯解酶基因(GenBank登录号:JQ972699).结果表明,文库克隆的平均插入片段约为40 kb,没有重复插入片段克隆.获得的酯解酶基因推演蛋白与Pyramidobacter piscolens W5455的patatin样磷脂酶同源性最高,氨基酸一致性为95％.生物信息学分析结果表明该基因可能通过Vd型分泌方式进行分泌并发挥功能.本研究是通过构建人肠道微生物宏基因组大片段文库并结合重组子功能筛选获得酯解酶的首次报道,可为食品工业提供新的酯解酶来源和筛选方法.     

双峰驼瘤胃微生物总DNA的提取与纯化

[目的]提取高质量的双峰驼瘤胃微生物总DNA,为采用免培养技术研究双峰驼瘤胃微生物奠定基础.[方法]采集双峰驼瘤胃内容物,用酶解(溶菌酶、蛋白酶K)、冻融和表面活性剂十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、溴化十六烷三甲基铵(Cetyltrimethyl Ammonium Bromide,CTAB)多种处理相结合,提取微生物总DNA,并用Omega Gel Extraction kit纯化.[结果]提取到的瘤胃微生物总DNA片段大于23 kb,纯化后的DNA可用于PCR,酶切及克隆等进一步的分子生物学研究.[结论]用该提取方法得到的总DNA能够满足分子生物学试验的要求.     

高产纤维降解酶牦牛瘤胃厌氧真菌分离株的筛选与鉴定

为获得高产纤维降解酶瘤胃厌氧真菌,从放牧饲养条件下随机选出10头屠宰后的青海大通牦牛瘤胃中采集食糜样本,通过亨盖特滚管技术筛选得到29株厌氧真菌菌株.以小麦秸秆为底物,测定这些菌株第6天培养液中乙酰酯酶、阿魏酸酯酶、木聚糖酶、羧甲基纤维素酶和微晶纤维素酶的活性.29株真菌之间5种酶活性差异显著,阿魏酸酯酶活性最高的菌株比活性最低的菌株活性高出7.9倍,差异最显著;而羧甲基纤维素仅高出2.5倍,差异最不显著.对各菌株5种酶活性进行相关分析,乙酰酯酶、阿魏酸酯酶、木聚糖酶和羧甲基纤维素酶相互之间均存在显著的正相关性(r>0.67,P<0.0001),而且它们之间的相关性高于其与微晶纤维素间的相关性(P>0.05).从中筛选得到1株高产纤维降解酶厌氧真菌YAK11,该菌株第6天培养液中5种酶活性分别达到165、10、1138、83和16 mU.通过18S rDNA基因序列分析该株菌,初步确定为Neocallimastix,frontalis.     

Construction of a Fosmid genomic library of Streptomyces roseoflavus Men-myco-93-63

To clone the antibiotic biosynthesis gene cluster of Streptomyces roseoflavus Men-myco-93-63, we constructed a Fosmid genomic library. The genomic DNA of the strain Men-myco-93-63 was isolated by the modified CTAB procedure, and the size of most genomic DNA fragments was larger than 150 kb. Then, a Fosmid genomic library containing more than 6000 clones was constructed. The average size of the inserted DNA in recombinant plasmids was 38.1 kb, and the probability of harboring any gene in the genome of the strain Men-myco-93-63 was 99.99%. The library coverage was at least a 10-fold genome equivalent. Therefore, the constructed Fosmid library meets the requirements as a standard genomic library     

高产优质抗病棉花品种中棉所12号细菌人工染色体(BAC)文库构建

中棉所12号是我国自育的高产、优质、抗枯萎病、耐黄萎病棉花品种，其重要创新是使抗性和产量、品质得到结合改良和提高。本研究以plndigoBAC-5为载体，对中棉所12号进行了细菌人工染色体(BAC)文库构建。初步建立的文库含有38800个克隆，覆盖2倍基因组。对文库中132个重组克隆的分析表明：插入片段为50～150kb，平均大小为120kb；大于100kb的克隆占87．7％，大于110kb的克隆占56％；空载率小于1％。该文库的构建为深入开展棉花基因组有关研究奠定了基础。     

温泉土壤宏基因组文库构建及普鲁兰酶筛选

[目的]构建温泉土壤宏基因组文库并进行普鲁兰酶活性筛选,以期获得高活力、耐高温的新型普鲁兰酶基因.[方法]采用间接法提取温泉土壤样品中宏基因组DNA,经Sephadex G200（含2％ PVPP）凝胶柱和电洗脱两步纯化后,扩增16S rRNA序列,通过序列比对和系统发育进化树分析温泉土壤微生物的多样性;然后以pCC1FOS为载体构建温泉土壤宏基因组文库,并对所获得的宏基因组文库进行活性筛选.[结果]利用宏基因组技术提取温泉土壤样品中微生物的基因组DNA,构建了一个约含1 146个克隆的温泉土壤16S rRNA文库,经遗传进化分析,发现温泉土壤样品中的大部分微生物未被研究过,主要来源于厚壁菌门（Firmicutes）,其次为恐球菌—栖热菌门（Deinococcus-Thermus）和变形杆菌门（Proteobacteria）.用提取获得的宏基因组DNA成功构建了温泉土壤微生物宏基因组Fosmid文库,文库约含2.7万个克隆,平均插入片段长度为40.0 kb,文库外源DNA总容量为1.2×10^9bp;通过活性筛选共获得9个可表达普鲁兰酶活性的克隆.[结论]宏基因组文库技术是获取极端环境微生物新酶的有效手段,可为进一步挖掘普鲁兰酶的应用潜力及研究其耐热机理奠定基础.     

杂色鲍Fosmid基因组文库构建与血蓝蛋白基因筛选

以杂色鲍Haliotis diversicolor肌肉组织为材料,按照CopyControlTM Fosmid Library Production Kit中方法构建了杂色鲍Fosmid全基因组文库.从文库中随机挑取50个克隆进行NotⅠ酶切鉴定发现,阳性率达到100%,插入片段大小分布在32～48 kb之间,平均长度约37.6 kb.随机挑取8个克隆进行正、反向末端测序,获得了全部16个测序结果,其中8条序列确定为鲍来源基因序列.进一步根据杂色鲍血蓝蛋白(Hemocyanin)基因3’端序列设计特异引物,用PCR方法对基因组文库进行筛选,获得一个阳性克隆,经Primer-Walking测序、Blast比对和进化分析证实,该序列为杂色鲍血蓝蛋白Ⅱ型基因克隆.     

奶牛瘤胃微生物元基因组文库中二肽基肽酶Ⅳ的筛选与分析

【目的】研究奶牛瘤胃内参与蛋白质降解过程中二肽基肽酶Ⅳ（dipeptidyl peptidases Ⅳ,DPP-Ⅳ）的序列特征和酶学性质。【方法】从奶牛瘤胃微生物Fosmid文库中挑选17 664个克隆,利用dpp-Ⅳ简并引物筛选含dpp-Ⅳ的阳性克隆。提取阳性克隆的质粒,用限制性内切酶Hind Ⅲ进行酶切。PCR扩增含dpp-Ⅳ目的片段,并克隆测序。对阳性克隆的Fosmid末端进行测序。提取阳性克隆粗酶液,利用底物Gly-Pro-pNA检测肽酶活性。【结果】筛选后获得10个含有dpp-Ⅳ的阳性克隆（命名为DP1—DP10）。Fosmid末端序列经BLASTX比对后发现78%的序列可以与数据库的已知序列相匹配,但相似度变化较大（44%—94%）。DPP-Ⅳ序列经BioEdit比对后,发现均含有N端保守区域（DWVYEEE）和C端催化区域（GWSYGG）,经BLASTP比对发现阳性克隆的DPP-Ⅳ分别与Cyclobacterium marinum（43%）、Capnocytophaga sp.（63%）、Prevotella ruminicola 23（66%）和Solitalea canadensis（50%）的DPP-Ⅳ相似度高。酶活力检测发现DP7肽酶活力最高,为6.88 U•mg-1。【结论】从瘤胃微生物Fosmid文库中获得了10个含有dpp-Ⅳ的阳性克隆,它们具有不同的dpp-Ⅳ序列特征和肽酶活性。     

应用变性梯度凝胶电泳和16S rDNA序列分析对山羊瘤胃细菌多样性的研究

 以取自3头安装有永久性瘤胃瘘管的土种山羊的瘤胃内容物为材料, 经过DNA抽提和PCR扩增, 扩增产物利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE，一种DNA指纹技术)分析瘤胃细菌在两种日粮条件下的多样性。同时利用基因序列分析技术，分析了16个在DGGE胶上有匹配带的克隆的16S rDNA序列，并与现有的数据库进行了比较。结果表明，饲喂基础日粮时3头山羊瘤胃内容物的DGGE图谱有一定的相似性(43%～55%)；饲料中添加大豆黄酮一定程度上影响了瘤胃细菌的组成，DGGE谱带变化程度分别为1号36%、2号46%、3号30%。基因序列分析表明，DGGE图谱中优势条带的16S rDNA基因序列中有5个基因序列与基因数据库登录的相关序列的相似性大于97%，8个基因序列的相似性在90%～96%，余下的低于90%。相似性大于97%的5个克隆中，只有1个被鉴定为Prevotella sp.，其余4个都属于未被鉴定的瘤胃细菌。     

抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库构建

实验以抗稻瘟病链霉菌JK-1的基因组DNA为材料构建了其BAC（bacterial artificial chromosome）文库。该文库共有3456个克隆,插入片段在40-100kb,平均插入片段55kb,空载率低于5%,覆盖了链霉菌基因组约17.3倍。抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库的构建,为进一步研究基因组结构及其功能基因的利用等奠定了基础。