人白细胞介素4在衣藻叶绿体中的高效转化及表达

人白细胞介素4(hIL4)是一种重要的免疫活性调节分子,与一些自身免疫性疾病有重要关系。将hIL4基因融合到衣藻叶绿体rbcL 5-’UTR和3’-UTR之间,组成5’UTR-hIL4-3’UTR片段,将其插入到来源于衣藻叶绿体基因组5.7 kb同源片段中,构建成pXhIL4同源重组质粒。利用电脉冲法将该质粒与含有aadA基因的壮观霉素抗性质粒p228共同转化衣藻叶绿体,从含100μg/mL的壮观霉素抗性平皿上筛选到阳性藻落,并通过PCR方法检测到hIL4基因,其共转化频率高达90%。经过western blotting印迹转移分析,证实了人白细胞介素4基因在衣藻叶绿体中获得成功表达,为进一步研究在衣藻叶绿体中高效表达外源蛋白奠定了基础。     

莱茵衣藻type Ⅰ metacaspase基因克隆及其参与调控程序性细胞死亡研究

Metacaspase是在原生动物、真菌和植物中发现的一种具有底物精氨酸/赖氨酸特异性的半胱氨酸蛋白酶。根据蛋白质结构特征可将metcaspase分为typeⅠ与typeⅡ两种类型,均参与调控多种植物与原生动物程序性细胞死亡。本研究根据GenBank数据库莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii) type Ⅰ metacaspase基因(GenBank No. XM_001696904)序列,采用巢式PCR克隆获取type Ⅰmetcaspase基因开放阅读框(ORF)序列并命名为CrMC1。CrMC1 ORF全长987 bp,推测编码1个包含405个氨基酸的蛋白质。通过与已知物种type Ⅰ metacaspase氨基酸序列进行同源序列比对发现,CrMC1具有高度保守的p20、p10、连接区结构域以及精氨酸、半胱氨酸活性中心位点。研究显示,在H_2O_2诱导的莱茵衣藻程序性细胞死亡过程中,CrMC1表达量显著提高(P0.05),2 h后达到峰值,3 h时下降至对照组同一水平。结果表明,莱茵衣藻typeⅠ metacaspase基因CrMC1参与H_2O_2诱导的莱茵衣藻程序性细胞死亡调控。     

qRT-PCR分析莱茵衣藻氮、硫同化相关基因的表达

实验发现,缺氮、缺硫的环境有利于莱茵衣藻油脂的积累,说明与氮、硫同化相关的基因也与油脂合成有着密切的关系。分析了氮、硫同化通路相关基因,选择氮同化相关的6个基因(NAR3、NAR1.1、NII1、NIA1、NIT2、AOX1)以及硫同化相关的6个基因(SULP1、SIR1、SLT1、ARS1、SULTR1、ATS1)进行q RT-PCR分析。对莱茵衣藻CC124以及CC425藻株分别进行缺氮、缺硫处理,Trizol法连续提取4 d的RNA作为模板,进行实时荧光定量PCR检测基因的表达水平。结果发现,这12种基因均较对照上调表达,其中,莱茵衣藻氮、硫运载体基因上调表达非常显著。缺氮条件下NAR3、NAR1.1较正常最高上调表达200倍;缺硫条件下SLT1较对照有1 000~2 000倍的m RNA表达量,SULTR2也最高能增高450倍的表达量。     

衣藻和水绵的生态环境及采集处理方法

衣藻和水绵是淡水养殖水体中最常见的两种藻类,它们的同化产物是淀粉,可被鱼类利用.     

2种微藻总RNA提取方法的比较

以微茫藻和莱茵衣藻为材料,比较Trizol试剂法和SDS-LiCl沉淀法提取2种微藻总RNA的效果,以期筛选出适合微藻RNA的提取方法。结果表明,SDS-LiCl沉淀法能从微茫藻中提取高质量的RNA,而Trizol法和SDS-LiCl沉淀法均能从莱茵衣藻中获得高质量的RNA,但Trizol法更为简单有效。RT-PCR结果表明,SDS-LiCl沉淀法提取的微茫藻总RNA和Trizol法提取的莱茵衣藻总RNA都能直接用于分子克隆和基因表达分析等分子生物学实验。     

莱茵衣藻“细菌型”pepc2基因叶绿体表达及其对油脂蛋白质含量的影响

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC 4.1.1.31）在植物碳代谢中有重要作用,高等植物中PEPC可以调控蛋白质和脂肪酸含量,但是对绿藻PEPC的研究还较少。莱茵衣藻是绿藻中的模式生物,其基因工程中外源基因的转化以叶绿体转化效率最高,为了提高外源蛋白表达和获得高产油莱茵衣藻,利用叶绿体转化法能进一步提高表达效率。因此,本研究首先克隆了莱茵衣藻“细菌型”PEPCCSⅠ（conserved sequenceⅠ）的639 bp,构建了pASapI-reve-Crpepc2和pASapI-forw-Crpepc2正反向叶绿体表达载体,并用基因枪法转化莱茵衣藻cc-400获得了空质粒型,正向型和反向型转基因藻株。其次,应用RT-qPCR方法检测Crpepc2的相对表达量,结果表明反向型Crpepc2的表达量减少了89.97%,而正向型增加了201.16%。最后,检测了总蛋白和脂质含量的变化,正向型突变株的总蛋白增加了37.03%;而反向型突变株的脂质含量增加了70.32%,且不饱和脂肪酸含量明显增加。以上结果证明莱茵衣藻“细菌型”PEPC的叶绿体表达不仅可以进一步提高蛋白质与脂肪酸含量,也可为今后外源蛋白的表达和高产油工程藻的应用做贡献。     

莱茵衣藻CrPGP3 和CrFAT1 基因克隆及其序列分析与原核表达

克隆莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的CrPGP3和CrFAT1基因,并对其序列进行生物信息学分析和原核表达。选取莱茵衣藻CC124提取总RNA后,反转录c DNA,PCR获得CrPGP3和CrFAT1的全长编码区,构建原核表达载体CrPGP3-PGEX-6p-1和CrFAT1-PGEX-6p-1,转入大肠杆菌DL21(DE3)中,在37℃、1.0mmol/L IPTG诱导整合蛋白表达。结果表明,CrPGP3和CrFAT1的全长编码区分别为786 bp和1 188 bp,分别编码261和395个氨基酸;CrPGP3是与脂类合成相关磷脂酰甘油磷酸合成酶(Phosphatidylglycerophosphate synthase)属于CDP-alcohol phosphatidyltransferase家族,CrFAT1是酰基载体蛋白硫脂酶(Acyl-ACP thioesterase)属于hot dog家族;SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。本文成功克隆了CrPGP3和CrFAT1基因的全长编码区,并在原核生物中表达得到了预期蛋白。     

莱茵衣藻MAPK4基因RNAi载体的构建及鉴定

[目的]构建莱茵衣藻2A38的MAPK4基因的RNAi载体。[方法]提取莱茵衣藻细胞总RNA,利用PCR扩增出编码MAPK4的基因片段,用基因工程技术将MAPK4基因片段连接载体p MD18-T上,经过2次不同的双酶切后,与RNAi中间载体p T282连接,最后连接到干涉载体p Maa7IR/XIR上,用酶切及测序鉴定MAPK4基因RNAi载体并转化莱茵衣藻。[结果]经限制性内切酶酶切及测序鉴定,证实为重组质粒,并且该重组载体可在莱茵衣藻中表达。[结论]构建的MAPK4基因RNAi载体结构正确,为进一步利用RNAi技术使MAPK4基因沉默表达,研究MAPK4在莱茵衣藻中的生物学功能奠定了试验基础。     

莱茵衣藻“细菌型”pepc2基因叶绿体表达及其对油脂蛋白质含量的影响

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC 4.1.1.31)在植物碳代谢中有重要作用,高等植物中PEPC可以调控蛋白质和脂肪酸含量,但是对绿藻PEPC的研究还较少.莱茵衣藻是绿藻中的模式生物,其基因工程中外源基因的转化以叶绿体转化效率最高,为了提高外源蛋白表达和获得高产油莱茵衣藻,利用叶绿体转化法能进一步提高表达效率.因此,本研究首先克隆了莱茵衣藻“细菌型”PEPCCS Ⅰ (conserved sequence Ⅰ)的639 bp,构建了pASapI-reve-Crpepc2和pASapI-forw-Crpepc2正反向叶绿体表达载体,并用基因枪法转化莱茵衣藻cc-400获得了空质粒型,正向型和反向型转基因藻株.其次,应用RT-qPCR方法检测Crpepc2的相对表达量,结果表明反向型Crpepc2的表达量减少了89.97％,而正向型增加了201.16％.最后,检测了总蛋白和脂质含量的变化,正向型突变株的总蛋白增加了37.03％;而反向型突变株的脂质含量增加了70.32％,且不饱和脂肪酸含量明显增加.以上结果证明莱茵衣藻“细菌型”PEPC的叶绿体表达不仅可以进一步提高蛋白质与脂肪酸含量,也可为今后外源蛋白的表达和高产油工程藻的应用做贡献.     

转基因莱茵衣藻中白藜芦醇的提取工艺

【目的】为了探明一种从单细胞藻类植物中提取和纯化白藜芦醇的有效方法。【方法】以能合成白藜芦的转基因莱茵衣藻为材料,使用酶解与萃取的方法提取白藜芦醇,利用高效液相色谱法检测白藜芦醇浓度。【结果】以肉桂酸为底物诱导转基因衣藻积累白藜芦醇,进行9h酶解后超声萃取30min,接着用60%的甲醇溶液在60℃条件下提取6h。【结论】此方法提取莱茵衣藻中的白藜芦醇效率相对较高,为利用藻类植物生产白藜芦醇奠定了基础。