蜡样芽孢杆菌启动子片段克隆及转录活性分析

为研究蜡样芽孢杆菌基因的转录调控特征,通过鸟枪法和蓝白斑筛选,获得57个蜡样芽孢杆菌启动子片段,并以β-半乳糖苷酶为报告基因,比较了这些启动子片段在大肠埃希菌中的转录活性。对转录活性较高的4个启动子克隆片断进行测序、序列比对、特征分析,发现这4个克隆序列具有启动子元件、核糖体结合序列特征,其中2个克隆序列在枯草芽孢杆菌也表现出活性,表明兼有蜡样芽孢杆菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌RNA聚合酶σ因子序列识别特征。     

枯草芽孢杆菌启动子序列在大肠杆菌中的克隆及序列分析

根据GenBank中枯草芽孢杆菌的P43启动子基因序列,设计合成了一对引物.用PCR方法钓取枯草芽孢杆菌AS.1655菌株的启动子基冈,PCR产物经琼脂糖凝胶回收纯化后,连接到pMD18T-simple载体上,进行序列测定.测序结果表明:枯草芽孢杆菌AS.1655菌株的启动子全长427 bp,由两个叠加的启动元件组成,分别为σ55和σ37RNA聚合酶识别的位点.与GenBank中的其他序列比较发现核苷酸的同源性为99.5%,氨基酸的同源性为98.6%,说明枯草杆菌P43启动子的基因序列高度保守.     

原核生物RNA聚合酶辅助因子σ因子的研究进展

在原核生物中,σ因子是RNA聚合酶的辅助因子,被用来识别启动子中的功能序列,在基因的转录调控中发挥着重要的功能。目前原核模式生物中的可替换型σ因子大部分已被发现,其中大肠杆菌有4种,枯草芽胞杆菌有18种。从σ因子的分类、应答机制、识别元件、结构特征等方面进行了归纳。将为系统的理解原核生物σ因子的功能,及其在基因表达调控中的贡献等方面提供帮助。     

枯草芽孢杆菌高效表达系统的构建

【目的】优化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)启动子和表达宿主,构建其高效的表达系统,为重组枯草芽孢杆菌的研究和应用奠定基础。【方法】以β-半乳糖苷酶编码基因为报告基因,以诱导型的枯草芽孢杆菌麦芽糖操纵元启动子为调控元件、大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒为载体骨架,构建枯草芽孢杆菌高效表达载体pGJ222,将其电转化到B.subtilis 1A747菌株后进行诱导表达试验和葡萄糖抑制试验。利用同源重组的方法,用枯草芽孢杆菌组成型启动子P43替换了B.subtilis野生型菌株1A747麦芽糖操纵元的上游调控序列,得到优化重组表达宿主菌B.subtilis BCYL,将pGJ222转入B.subtilis BCYL后,对优化的表达系统进行诱导表达试验和葡萄糖抑制试验。分别用PCR扩增大肠杆菌和枯草芽孢杆菌维生素B12合成前期途径的谷氨酰-tRNA合成酶编码基因hemA,构建其表达载体,并将其转化B.subtilis BCYL中进行诱导表达检测。【结果】成功构建了枯草芽孢杆菌高效表达载体pGJ222,并实现了β-半乳糖苷酶的高效表达,其表达量占总可溶性蛋白的18%;质量分数5%的麦芽糖诱导24hβ-半乳糖苷酶活达到16U/mL。成功获得了优化重组表达宿主菌B.subtilis BCYL,其可使β-半乳糖苷酶活性有大幅度提高,在质量分数5%麦芽糖诱导24hβ-半乳糖苷酶活达到21U/mL,葡萄糖的抑制作用明显减弱。【结论】通过对启动子和表达宿主的优化,获得了枯草芽孢杆菌高效表达系统,为枯草芽孢杆菌基因工程研究提供了有力工具。     

鸟枪法筛选枯草芽孢杆菌基因强启动子及对黄牛GHRL基因的表达

利用鸟枪法通过大肠埃希菌-枯草芽孢杆菌启动子探针载体分离到枯草芽孢杆菌168菌株的103个基因启动子片段,发现1个672 bp的启动子片段P3.4.23,能够在大肠埃希菌和枯草芽孢杆菌高效启动报告基因β-半乳糖苷酶的表达,其酶活性分别达到3 418、2 877 U/mL.相似性分析表明P3.4.23启动子片段具有枯草芽...     

热休克蛋白对枯草芽孢杆菌抗逆性和乙醇产量的影响

[目的]研究热休克蛋白对增强枯草芽孢杆菌的抗逆性和增加乙醇产量的影响。[方法]运用基因工程技术,用大肠杆菌的Lac启动子、运动发酵单胞菌丙酮酸脱羧酶基因(pdc)和乙醇脱氢酶基因(adhB),构建在枯草芽孢杆菌中表达的BLAP操纵子,BLAP操纵子导入枯草芽孢杆菌可使其发酵糖生产乙醇。然后用超嗜热菌强烈火球菌(Pyrococcusfuriosus)的小分子热休克蛋白基因(sHsp)构建在枯草芽孢杆菌中表达的BLAPH操纵子。[结果]成功地构建了能表达小分子热休克蛋白,产生乙醇的枯草芽孢杆菌。[结论]小分子热休克蛋白的表达,使枯草芽孢杆菌在致死温度下的存活率显著提高,对温度及乙醇的耐受性显著增强。同时枯草芽孢杆菌的乙醇产量显著提高。     

顺反子序列bioI-orf2-orf3在枯草芽孢杆菌染色体中的整合

将来源于枯草芽孢杆菌的顺反子序列bioI-orf2-orf3克隆到含氯霉素基因的大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒pE 3中,并在顺反子序列上游插入一个强麦芽糖启动子Pglv,构建成枯草芽孢杆菌整合载体pLHX8,电转化枯草芽孢杆菌受体菌1A747。从5μg/m l的氯霉素抗性平板上挑取两株转化子,通过基因组PCR鉴定,确定顺反子序列已经整合到枯草芽孢杆菌染色体上。     

顺反子序列bioⅠ-orf 2-orf 3在枯草芽孢杆菌染色体中的整合

将来源于枯草芽孢杆菌的顺反子序列bioⅠ-orf 2-orf 3克隆到含氯霉素基因的大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒pE 3中,并在顺反子序列上游插入一个强麦芽糖启动子Pglv,构建成枯草芽孢杆菌整合载体pLHX8,电转化枯草芽孢杆菌受体菌1A747.从5μg/ml的氯霉素抗性平板上挑取两株转化子,通过基因组PCR鉴定,确定顺反子序列已经整合到枯草芽孢杆菌染色体上.     

枯草芽孢杆菌特异性PCR快速检测方法的建立和应用

参照Gen Bank中登录的枯草芽孢杆菌16S r RNA基因,设计1对引物,扩增片段大小为460 bp的基因片段,该方法对枯草芽孢杆菌检测的灵敏性为1pg总DNA量,对枯草芽孢杆菌DNA的扩增结果为阳性,对照菌株扩增结果均为阴性,成功地建立枯草芽孢杆菌PCR检测方法,且该方法具有快速、灵敏度高、特异性强等优点。     

应激诱导木聚糖酶基因在枯草芽孢杆菌中表达

克隆含有信号肽碱性木聚糖酶基因(xynA)片段与依赖转录起始因子σB的启动子PgsiB片段,将其克隆至实验室前期构建的大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体上,并转化入枯草芽孢杆菌WB700菌株,获得重组菌BXS-W.当细菌生长至对数期中期时,施加不同的应激处理,采用DNS法测定木聚糖酶活性.结果显示,获得了xynA与PgsiB片段;成功构建表达载体pBXS,并获得重组菌株BXS-W;应激试验表明,施加的5种应激条件均极显著提高(P＜0.01)木聚糖酶基因的表达量,其中以乙醇应激效果最好.     

重金属胁迫下2株芽孢杆菌芽孢的形成及生物学特征

为探明芽孢杆菌芽孢形成过程中重金属离子胁迫的生物学特征,选择枯草芽孢杆菌和简单芽孢杆菌各1株,通过芽孢染色法判断2株芽孢杆菌芽孢形成时间,同时选择4种重金属离子(Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)、Hg~(2+))对2株芽孢杆菌在芽孢形成过程中进行胁迫培养,测定芽孢形成过程中的生长曲线、DNA、RNA、可溶性糖、蛋白质、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)含量。结果表明:2株芽孢杆菌芽孢形成时间有很大差异,枯草芽孢杆菌芽孢形成的初始时间为43h,简单芽孢杆菌为16h。2株芽孢杆菌在芽孢形成过程中对4种重金属离子的耐受能力有一定差异,枯草芽孢杆菌对重金属的敏感性为Cr~(6+)Cd~(2+)Hg~(2+)≈Pb~(2+),简单芽孢杆菌为Hg~(2+)≈Cd~(2+)Cr~(6+)Pb~(2+);简单芽孢杆菌芽孢形成前期DNA、RNA含量较高,后期呈逐渐下降趋势,枯草芽孢杆菌一直呈下降趋势;可溶性糖含量逐渐增加,后期上升速率大于前期;蛋白质含量呈先下降后上升再下降趋势,PPO含量呈上升趋势,CAT含量呈先上升后下降趋势。     

透明颤菌vgb基因在枯草芽孢杆菌中的整合表达

【目的】将透明颤菌血红蛋白(VHb)基因(vgb)在枯草芽孢杆菌中进行整合表达,提高β-半乳糖苷酶的产量。【方法】用枯草芽孢杆菌整合载体pA01和启动子P43构建vgb基因的整合表达载体pA-vgb,通过双交叉整合方式,将vgb基因整合到枯草芽孢杆菌DB104:bga的染色体上,构建枯草芽孢杆菌DB104:vbga。采用PCR和Southern blot对DB104:vbga进行检测,并通过发酵摇瓶试验研究VHb对β-半乳糖苷酶产量的作用。【结果】PCR与Southern blot检测结果表明,枯草芽孢杆菌DB104:vbga中vgb基因整合位置正确,且表达的VHb蛋白具有生物学活性。摇瓶试验结果表明,在转速250 r/min条件下,枯草芽孢杆菌DB104:vbga与DB104:bga的β-半乳糖苷酶活性无显著差异;在150 r/min的限氧条件下,vgb基因的表达促使DB104:vbga的β-半乳糖苷酶活性较DB104:bga提高了14.9%。【结论】vgb基因可用于提高枯草芽孢杆菌目的蛋白的产量。     

枯草芽孢杆菌在有机蔬菜种植中的应用

枯草芽孢杆菌是国际上公认的环境友好型微生物杀菌剂,特别适用于有机农业生产中。为促进枯草芽孢杆菌在我国有机农业生产上的推广应用,在介绍枯草芽孢杆菌国内外开发应用现状、枯草芽孢杆菌的防控策略及作用机理的基础上,总结了枯草芽孢杆菌在有机蔬菜种植中的应用技术,并对其应用前景进行了展望。     

绿色荧光蛋白基因标记枯草芽孢杆菌研究

将源于枯草芽孢杆菌168的木糖启动子xylR和来源于载体pGFPuv的gfp基因连接,插入枯草芽孢杆菌-大肠杆菌穿梭载体pIM,成功构建了以绿色荧光蛋白(GFP)为报告基因的重组载体pIM-GFP.转化枯草芽孢杆菌菌株BS523,突变株在荧光显微镜及紫外灯下均观察到较强的绿色荧光,同时PCR鉴定结果正确.表明重组载体pIM-GFP成功转入菌株BS523,并且gfp基因成功表达.     

生态养猪发酵床菌种产蛋白酶特性的研究

采用福林法对武汉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、7号芽孢杆菌、9号芽孢杆菌、Y2芽孢杆菌、BB1芽孢杆菌进行发酵后产蛋白酶活力测定。结果表明：7号芽孢杆菌、9号芽孢杆菌、Y2芽孢杆菌产蛋白酶活力较小,武汉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、BB1芽孢杆菌产蛋白酶活力较高;在三株产蛋白酶活力高的菌种培养基中加入微量元素,实现产酶条件优化,结果是：对武汉芽孢杆菌产蛋白酶有较大影响,对枯草芽孢杆菌和BB1芽孢杆菌影响较小。     

生态养猪发酵床菌种产蛋白酶特性的研究

采用福林法对武汉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、7号芽孢杆菌、9号芽孢杆菌、Y2芽孢杆菌、BB1芽孢杆菌进行发酵后产蛋白酶活力测定。结果表明：7号芽孢杆菌、9号芽孢杆菌、Y2芽孢杆菌产蛋白酶活力较小,武汉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、BB1芽孢杆菌产蛋白酶活力较高;在三株产蛋白酶活力高的菌种培养基中加入微量元素,实现产酶条件优化,结果是：对武汉芽孢杆菌产蛋白酶有较大影响,对枯草芽孢杆菌和BB1芽孢杆菌影响较小。     

内生枯草芽孢杆菌JL-B16生物学特性研究

对枯草芽孢杆菌JL-B16进行平板培养,并对菌体进行革兰氏染色、芽孢染色和荚膜染色,获得枯草芽孢杆菌JL-B16的培养特征和形态特征;采用温度梯度和pH梯度法测定枯草芽孢杆菌JL-B16的最适培养条件,绘制其40 h内的生长曲线,并对其生理生化指标进行测定,结果表明,枯草芽孢杆菌JL-B16菌落为黄色,菌落边缘不平整,菌体呈杆状,革兰氏阳性,有芽孢,无荚膜;枯草芽孢杆菌JL-B16最适培养温度为25℃,最佳生长pH为7.0,适宜生长pH 6.0～8.0.对枯草芽孢杆菌JL-B16进行生物学特性及生理生化指标的测定,为后续系统研究枯草芽孢杆菌JL-B16奠定了基础.     

枯草芽孢杆菌分泌表达极耐热木聚糖酶及其酶学性质

为将海栖热袍菌极耐热木聚糖酶基因xyn B(Gen Bank登录号AY340789)在枯草芽孢杆菌Bs916中进行异源分泌表达,并阐明工程菌分泌重组木聚糖酶的酶学性质。克隆极耐热木聚糖酶基因xynB,将其与罗克霉素启动子融合,构建融合质粒载体pXYNB2,将其转化到枯草芽孢杆菌Bs916中,获得重组枯草芽孢杆菌(Bs916/p XYNB2),并对重组芽孢杆菌分泌表达的极耐热木聚糖酶的酶学性质进行了研究。SDS-PAGE法测定重组枯草芽孢杆菌分泌的蛋白在相对分子质量43 000处有明显的蛋白表达条带。重组木聚糖酶的最适反应p H值为5.0~5.8,重组木聚糖酶的最适反应温度大于或等于100℃,重组极耐热木聚糖酶在pH值4.6~7.8比较稳定,重组木聚糖酶的温度稳定性在90℃下保温2 h后残存酶活83%。可见,生防枯草芽孢杆菌Bs916能有效分泌表达极耐热木聚糖酶,为以后构建多种纤维素和半纤维素在其中的协同表达,拓宽其碳源利用范围奠定基础。     

Bacillus subtilis 168菌株产surfactin改造

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168菌株基因组中含有编码surfactin合成酶系的srfA操纵子,却不产抗菌肽surfactin。运用同源重组的方法将外源的有活性的sfp基因(编码4'-磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶)整合入B.subtilis 168中,将其改造为产surfactin的菌株。通过分析多株枯草芽孢杆菌和解淀粉液化芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的sfp基因,从基因的上、下游找出较为保守的区域,设计引物,从枯草芽孢杆菌Nja-9中扩增sfp基因,将获得的sfp基因与P43启动子和终止子相连,构建了sfp基因表达框,并连接于枯草整合质粒pDG1730上,最终构建了枯草芽孢杆菌整合质粒pST-1730,利用pST-1730本身的淀粉酶E基因与B.subtilis 168菌株的基因组DNA进行同源重组整合,获得了产surfactin的重组菌株B.subtilis121。本研究为surfactin合成酶基因的改造和分析奠定了基础。     

Bacillus subtilis脂肽Bacillomycin D抗黄曲霉毒素研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtills)被认为是一种有效抑制黄曲霉并降解其毒素的菌种。己从不同的枯草芽孢杆菌菌株中分离得到具有抑制黄曲霉毒素的脂肽抗生素Bacillomycin D。Bacillomycin D属于Iturin家族,是枯草芽孢杆菌抑制黄曲霉毒素最强抗生素,也是目前唯一从枯草芽孢杆菌菌株中得到并且已经鉴定的具有抗黄曲霉活性的物质。该文对枯草芽孢杆菌及其抗菌脂肽Bacillomycin D的结构、性质、抑制黄曲霉机制进行了综述,为其进一步应用提供参考。