转几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因烟草的研究

为选育出高抗真菌病害的烟草新品种，利用叶盘法，通过农杆菌介导，将来自芥菜和橡胶的抗真菌蛋白基因几丁质酶基因和β－1，3－葡聚糖酶基因转入烟草品种K326和红花大金元，在含卡那霉素的MS培养基（MS＋NAA0.1mg/L 6-BA1.0mg/L为芽诱导培养基，根诱导培养基为不含激素的MS）上进行不定芽和根诱导，共获耐卡那霉素再生苗101株，经PCR扩增检测，TB－1等57株呈阳性，即已在功导入外源目的基因，初步接种炭疽病菌和黑胫病菌结果表明，转基因植株后代具有良好的抗病能力。     

烟草品种Xanthi NN碱性β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆与生物信息学分析

烟草碱性β－1,3－葡聚糖酶具有较强的抗真菌病害等作用。本研究根据烟草Samsun与抗真菌作用有关的碱性8—1,3－葡聚糖酶基因序列设计引物,以烟草（Nicotiana tabacum）品种Xanthi NN基因组DNA为模板,进行PCR扩增,后将扩增产物与pUC57－T载体重组,再以该重组体转化大肠杆菌DHSα,在对阳性克隆进行鉴定后测序,并对其编码酶蛋白进行了一级、二级、三级结构及蛋白质同源性比较等生物信息学分析。研究结果表明,该基因全长1868bp,包含2个外显子和1个内含子;除终止密码子外,共编码359个氨基酸（GenBank登录号：EU867448）。该酶分子量为28．4kDa,pI为9．72,是一个碱性蛋白;具有多个螺旋、转角、延伸链和无规卷曲等二级结构,其中α－螺旋占35．65％,β－转角占5．57％,延伸链占19．22％,无规卷曲占39．55％;三级结构同源建模预测显示,它与香蕉（Musa supientum）β－1,3－葡聚糖酶（PDB number 2cygA）具有60％的一致性;推测该酶蛋白与颠茄（Atropa belladonna）、马铃薯（Solanum tuberosum）等茄科植物的β－1,3－葡聚糖酶编码序列同源性分别达到89％和81％。本研究结果为进一步开展烟草抗真菌的β—1,3－葡聚糖酶的基因工程研究奠定了重要基础。     

产酶溶杆菌OH11菌株β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆与表达

利用PCR方法从OH11菌株中克隆到β-1,3-葡聚糖酶基因,通过同源性比较发现其推测产物与产酶溶杆菌C3菌株和N4-7菌株的β-1,3-葡聚糖酶有90%以上的同源性。该基因经NdeⅠ、XhoⅡ或HindⅢ酶切后连接到含T7启动子的高表达载体pET21a( )和载体pET30a( )上构建重组质粒,并分别转化宿主菌BL21(AI)和BL21(DE3)产生表达菌株。表达菌株BLGluA和BLGluC经IPTG诱导后分别产生相对分子量约为29 000(GluA蛋白)和44 000(GluC蛋白)的蛋白。酶活性和抑菌活性测定结果表明,GluA蛋白和GluC蛋白能将海带多糖水解,在海带多糖培养基上产生透明的水解圈,并对立枯丝核菌菌丝的生长有抑制作用,具有一定的生物防治作用。     

地衣芽孢杆菌β-1,3-1,4葡聚糖酶基因的克隆及序列分析

β-葡聚糖是以β-1,3和β-1,4混合糖苷键连接形成的D-葡萄糖聚合物,主要存在于单子叶禾本科谷实中.有些微生物会产生降解β-葡聚糖的β-1,3-1,4-葡聚糖酶.将β-葡聚糖酶基因在食品级宿主菌中表达对动物饲料工业具有十分重要的应用价值.实验以地衣芽孢杆菌为材料,提取其总DNA,扩增其β-1,3-1,4葡聚糖酶基因序列,将该片段克隆到pMD 19-T载体进行测序,并将测序结果进行BLAST比对.发现其与GenBank中的两段基因序列具有较高的同源性.     

重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的纯化及部分酶学性质研究

[目的]研究重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的性质。[方法]由重组大肠杆菌制备重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶发酵液,经乙醇分级沉淀和DEAE-650M离子交换层析分离纯化后进行SDS-PAGE纯度鉴定,最后分析纯化后重组酶的酶学性质。[结果]SDS-PAGE分析表明纯化后得到了较纯的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶,比活力达13 437 U/mg,纯化倍数为19.85倍,回收率为20.60%,分子量约30 kDa。纯化后重组酶的最适pH值为6.0,pH值4.5~6.0较稳定;最适温度为50℃,40~50℃较稳定;Cu2+和Fe2+对其活力有显著的抑制作用,Mg2+、Zn2+和Mn2+对其活力有抑制作用,比较适合在啤酒酿造上使用。[结论]该研究为重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的工业化应用奠定了基础。     

小麦根腐离蠕孢菌诱导小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及其表达

为了明确小麦受小麦根腐离蠕孢侵染后β-1,3-葡聚糖酶基因的表达情况,采用RT-PCR方法在受小麦根腐离蠕孢菌侵染后的小麦叶片中扩增β-1,3-葡聚糖酶基因,然后对侵染后的小麦叶片总RNA进行Northern斑点杂交。结果表明,克隆到了β-1,3-葡聚糖酶基因,该基因在小麦被侵染12 h时开始表达,在48 h后未见表达。对照中未见表达。可推断出此β-1,3-葡聚糖酶基因是被小麦根腐离蠕孢菌（Bipolaris sorokinianum）侵染后诱导表达的。     

构建高效表达β-1,3-葡聚糖酶基因的单子叶表达载体

从pAHC18质粒上切下UBI启动子，取代pBI121质粒上的35S启动子，获得中间载体pBlu。然后从pGLA质粒上切下β－1，3－葡聚糖酶（Glu）基因片段，取代中间载体pBlu上的GUS基因，构建以UBI为启动子的Glu基因表达载体。     

β—1，3—葡聚糖酶及其在植物抗真菌病基因工程中的应用

β-1，3-葡聚糖酶是植物抗真菌的病的重要抗性物质之一，可由多种生物因子和非生物因子诱导产生。将外源β-1，3-葡聚糖酶基因导入植物，转基因植物株显示出良好的抗真菌能力，是植物抗真菌病防治的有效新途径。研究表明，外源β-1，3-葡聚糖酶与其它防卫蛋白具有协同作用。本文对β-1，3-葡聚糖酶的诱导，分类及其与病原真菌分泌物之间的相互作用，转基因研究及协同表达等进行了评述。     

茶树β-1,3葡聚糖酶基因在大肠杆菌中的优化表达

从茶树中获得β-1,3葡聚糖酶(β-1,3-glucanase , β-1,3-glu )基因cDNA,发现其中存在着一些序列,它们与核糖体竞争性地结合pET32a载体上的RBS位点, 造成该基因cDNA在原核生物中很难表达.作者对其中的两处基因序列进行了突变,通过设计PCR引物,利用密码子的简并性,保证了突变后蛋白质的一级结构不变.使葡聚糖酶基因在大肠杆菌中明显表达.通过SDS-PAGE分析,证明表达产物分子量约75.8 kD,与预计大小一致,并通过水杨酸法对其进行酶活测定,证明其有活性.     

青花菜β-1,3葡聚糖酶基因的克隆、表达分析及其植物表达载体的构建

根据其他植物的β-1,3-葡聚糖酶基因保守域序列设计简并引物,扩增出青花菜β-1,3-葡聚糖酶基因的中心区段,结合5′RACE和3′RACE技术获得该基因的5′端序列和3′端序列,经序列拼接获得1个1 277 bp 的cDNA,在GenBank 中登录号为EF484879,定名为BObg.序列分析结果表明,该cDNA 包含1个1 056 bp的开放阅读框,编码352个氨基酸,其理论上的等电点PI=7.314,相对分子质量为3.892×104,聚类分析显示该序列与已报道的其他植物的β-1,3-葡聚糖酶基因具有较高氨基酸序列同源性.利用未接种和接种霜霉病后不同时期的青花菜植株细胞进行半定量RT-PCR分析,结果表明,该基因在霜霉病接种后48 h优势转录表达,未接种和接种后其他时期都呈低水平转录表达.利用pBI121质粒构建含35S启动子的正义表达载体,酶切图谱和PCR分析结果证明该表达载体构建成功.     

β—1,3—葡聚糖酶基因植物表达载体的构建

采用ＰＣＲ的方法,对严自大麦ｃＤＮＡ克隆的β－１,３－葡聚糖酶基因进行了扩增,在此基因的５’及３’端分别加入了克隆所需的ＸｂａＩ和ＳｓｔＩ限性酶切位点,定向克隆到经改造的质粒载体ｐＢｉｎｈ中,获得了含有β－１,３－葡聚糖酶基因的植物表达载体ｐＢｉｎｈ－Ｇｌｕ。     

烟草β-1,3-葡聚糖酶的生物学分析

[目的]以烟草β-1,3-葡聚糖酶的氨基酸序列为材料,对其特性进行深度挖掘。[方法]采用NCBI-PROTEIN筛选蛋白序列,依次运用Prot Param、Signal P 4.1和TMHMM 2.0工具进行预测并分析烟草葡聚糖酶的理化特性、信号肽和跨膜结构的组成成分。[结果]NtBGl-2的分子量最大(40 390.76 Dk),NtBGl-3的分子量最小(37 722.64 Dk);NtBGl-1和NtBGl-2的等电点小于7.0,而NtBGl-3的等电点大于7.0;NtBGl-1和NtBGl-2属于不稳定蛋白,NtBGl-3属于稳定性蛋白,且耐热性大于NtBGl-1和NtBGl-2;NtBGl-1和NtBGl-2的优势氨基酸为甘氨酸和丝氨酸,NtBGl-3的为天冬酰氨和丙氨酸;NtBGl均含有信号肽,属于分泌蛋白;NtBGl-1无跨膜区,而NtBGl-2(13~35)和NtBGl-3(7~29)含有跨膜结构区域,属于跨膜蛋白。[结论]该研究为深入研究烟草葡聚糖酶奠定基础。     

短小芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因克隆、表达及其酶特性研究

提取短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)基因组,通过PCR克隆了短小芽孢杆菌β-葡聚糖酶基因全长序列.结果表明:该基因全长754 bp,ORF为717 bp,编码239个氨基酸,计算分子量为26.98 kD,等电点为6.08.经Blast分析,该序列与地衣芽孢杆菌同源性最高(91%),该基因首次在GenBank上登录(登录号AY164456).在克隆载体上亚克隆基因全长,构建重组表达载体pET-pum,导入大肠杆菌BL 21中表达.SDS-PAGE电泳表明:在27 kD左右有表达带,酶活较低(7.24 U/mL),仅为出发菌酶活的16%,其最适温度为50 ℃左右,最适pH在5左右.     

利用RACE方法克隆小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的全长cDNA

【目的】研究小麦抗条锈菌的分子机制,在受条锈菌侵染的非亲和组合小麦叶片中克隆一个新的β-1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA。【方法】采用RT-PCR、cDNA末端快速扩增技术(RACE),在感染小麦条锈菌的小麦(水源11)叶片中进行-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA的扩增。【结果】得到了一个1338 bp-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA,Genbank上注册号为DQ090946,测序结果和序列生物信息学分析结果表明,其与-β1,3-葡聚糖酶基因gi3757681和gi6782375的同源性分别为94.3%和92.1%。该全长cDNA具有完整的编码框,编码334个氨基酸,Genbank上注册号为AAY96422,与-β1,3-葡聚糖酶CAA77085和AAA32958的同源性分别为95.8%和86.7%。【结论】初步推断此全长cDNA是小麦中编码-β1,3-葡聚糖酶的一个新基因。     

大麦β-1,3-葡聚糖酶基因表达载体的构建及其对马铃薯的遗传转化

在获得经大麦白粉病诱导的β－１,３－葡聚糖酶ｃＤＮＡ基因的基础上,构建了该基因的植物表达载体ｐＢｉｎｈ－Ｇｌｕ,采用农杆菌介导的方法将其转化进入马铃薯,获得了经含有卡那霉素的选择培养基筛选的转基植株,通过ＰＣＲ扩增验证,马铃薯基因组中含有大麦的β－１,３－葡聚糖酶ｃＤＮＡ基因。     

β-1,3-葡聚糖酶产生菌的筛选及其产酶条件

为了制备β-1,3-葡聚糖酶,从土样中筛选出一株产β-1,3-葡聚糖酶活力较高的菌株LE02,经形态学观察,初步鉴定为木霉菌．木霉LE02在以2％的酵母粉为主的液体产酶培养基（起始pH7．0）中,于32℃,150r／min摇瓶培养60h达到产酶高峰,酶活力可达71．09U／mL．     

条锈菌诱导的小麦β-1,3-葡聚糖酶基因编码区的克隆及原核表达

为研究小麦与条锈菌互作过程中β-1,3-葡聚糖酶基因的功能,根据小麦β-1,3-葡聚糖酶cDNA全长序列设计合成引物,通过RT-PCR方法获得小麦β-1,3-葡聚糖酶基因编码区,将其克隆至pGEM T-easy Vector,经HindⅢ和BamHⅠ双酶切回收目的片断,并将其定向克隆到pET-32a(+)Vector中构建表达载体GLU-pET-32a(+),转化E.coliBL21(DE3),用IPTG进行诱导表达。结果表明,小麦β-1,3-葡聚糖酶基因在大肠杆菌中得到了高效表达,获得了分子量约为49 ku的融合蛋白,表达量约占菌体总蛋白的19%。最佳诱导条件为:0.3 mmol/LIPTG,37℃诱导4 h。     

钙对苹果果实过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖合成酶和β-1,3-葡聚糖分解酶活性的影响

 采用贮藏实验与果实薄片培养实验相结合的方法,研究了钙素对苹果果实β-1,3-葡聚糖合成酶、β-1,3-葡聚糖分解酶和过氧化物酶(POD)的活性及对丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,与对照比较,幼果期喷钙显著降低了苹果苦痘病发病率, POD和β-1,3-葡聚糖合成酶的活性增加,β-1,3-葡聚糖分解酶活性和MDA含量降低;果实薄片培养中,与低钙处理比较,高钙处理POD和β-1,3-葡聚糖合成酶的活性增加,β-1,3-葡聚糖分解酶活性和MDA含量下降。说明苹果果实生理变化与钙素营养关系密切,果实钙营养不足导     

β-1,3-葡聚糖酶及其抗病机制与应用研究进展

β-1,3-葡聚糖酶作为植物抗真菌病的重要抗性物质之一,近年来研究进展较为迅速。本文阐述了植物β-1,3-葡聚糖酶的诱导产生过程及抗病机制,同时对其分类、性质和目前的应用情况也进行了综合性介绍。