含两种抗真菌基因植物表达载体的构建

近年来,植物抗真菌病害基因工程研究日益受到重视．并取得了显著进展,目前主要是通过转几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因来提高这两种酶在植物体内的表达水平,以此增强抗真菌病害的能力。体外抑菌实验表明：β-1,3-葡聚糖酶能够抑制某些真菌的生长,而一旦与几丁质酶共同作用时,其抑菌作用会大大增强。本实验将几丁质酶和葡聚糖酶     

内生解淀粉芽胞杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglS)的克隆与表达及酶学特性分析

β-1,3-1,4-内切葡聚糖酶普遍存在于植物内生芽胞杆菌中,为了探讨其功能,以内生解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)TB2菌株基因组为模板,克隆了β-1,3-1,4-内切葡聚糖酶基因(bglS).测序结果表明,该基因的ORF全长732 bp,编码一条243个氨基酸的蛋白,理论分子量约为27.33 kD,等电点约为6.89,其ORF序列已登录GenBank(Accession No.EU368224).Blast同源性分析结果表明,该基因的ORF序列与植物互作生防解淀粉芽胞杆菌(B.amyloliquefaciens FZB42,GenBank Accession No.CP000560)的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因核苷酸序列的一致性达97.3%,氨基酸序列的一致性达97.1%.将β-1,3-1,4-内切葡聚糖酶基因全长克隆至pUC18载体上,利用基因自身的启动子构建重组表达载体pUC-bglS,并导入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21菌株中表达.SDS-PAGE分析表明,BL21::pUC-bglS菌株表达了27 kD左右的蛋白;该酶的最适反应温度为55℃,在50℃以下保温60 min后残余80%以上酶活;最适反应pH为6.2,在pH4.4～6.8 4℃保温30 min残余85%以上的酶活;Ca2+和Fe肛可提高β-1,3-1,4-葡聚糖酶的活性,而Cu2+、Zn2+、Mg2+和Mn2+对其活性具有显著的抑制作用.实验结果为进一步研究植物内生解淀粉芽胞杆菌TB2 β-1,3-1,4-葡聚糖酶的功能和应用打下了基础.     

枯草芽孢杆菌ZJF-1A5 β-葡聚糖酶基因的克隆、序列分析和表达

β-1,3-1,4-葡聚糖酶是重要的工业用酶,可有效减少大麦β-葡聚糖在啤酒酿造中所造成的麦汁过滤困难和啤酒的非生物性浑浊等负面影响.但内源β-葡聚糖酶在麦芽干燥和糖化过程中丧失了大部分活性.而微生物来源β-葡聚糖酶与麦芽内源酶有相同的底物专一性,且热稳定性优于麦芽内源酶.本研究对Bacillus subtilis mutant ZJF-1A5葡聚糖酶基因进行克隆、序列分析和表达,并对酶在细胞中的分布和酶的热学性质进行了研究.     

枯草芽孢杆菌ZJF-1AS ββ-葡聚糖酶基因的克隆、序列分析和表达

β-1，3．1，4-葡聚糖酶是重要的工业用酶，可有效减少大麦β-葡聚糖在啤酒酿造中所造成的麦汁过滤困难和啤酒的非生物性浑浊等负面影响。但内源β-葡聚糖酶在麦芽干燥和糖化过程中丧失了大部分活性。而微生物来源β-葡聚糖酶与麦芽内源酶有相同的底物专一性，且热稳定性优于麦芽内源酶。本研究对Bacillus subtilis mutant ZJF-1A5葡聚糖酶基因进行克隆、序列分析和表达，并对酶在细胞中的分布和酶的热学性质进行了研究。     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

耐低温纤维素降解真菌的筛选、鉴定及酶活性研究

【目的】为筛选低温下高效降解纤维素的菌种资源,促进秸秆在低温条件的快速腐解。【方法】本研究利用低温稀释平板涂布法分离、刚果红定性、内切β-葡聚糖酶活力定量等分析方法进行低温纤维素降解真菌的筛选,依据菌株形态特征及rDNA-ITS序列分析鉴定菌种,探究其在不同温度下的产酶能力,并对粗酶提取物进行酶学性质的初步研究。【结果】(1)筛选到一株低温下高效产纤维素酶的真菌ZY-50,鉴定为球芽异普可尼亚菌(Metapochoniabulbillosa),目前尚无该菌产纤维素酶的报道;(2)球芽异普可尼亚菌ZY-50可在低温条件下生长并具有较强产纤维素酶能力,其内切β-葡聚糖酶活力在28℃、16℃、10℃温度下分别为76.03 U mL^-1、128.34 U mL^-1和115.67 U mL^-1,该菌在16℃下产外切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的能力较稳定,最高分别为2.31 U mL^-1、2.43 U mL^-1,16℃下滤纸酶活力最高为7.89 U mL^-1;(3)...     

费氏弧菌β-内切葡聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学分析

以费氏弧菌（Vibrio fischeri）EM17基因组DNA为模板，通过PCR方法克隆了该菌的β-内切葡聚糖酶基因（GenBank Accession Number : EF533943）。将其插入到表达载体pGEX-6p-1中，转化大肠杆菌BL21（DE3），诱导表达。测序结果经DNAMAN软件分析，该基因与GeneBank中费氏弧菌 ES114基因组预测的β-内切葡聚糖酶基因同源性达到97.1％，但与GeneBank中其他β-内切葡聚糖酶基因同源性较低。酶学性质研究表明，该酶的最适反应温度为60℃，最适反应pH值为9.0。同时研究了6种金属离子对该酶活性的影响，结果显示该酶活性依赖金属离子的存在 Mg2+，Ca2+对酶有激活作用，Mn2+, Pb2+则严重抑制该酶的活性。     

饲料中β-葡聚糖酶活力的测定方法研究

针对按照农业行业标准NY/T 911-2004 《饲料添加剂β-葡聚糖酶活力的测定分光光度法》检测饲料中β-葡聚糖酶活力时存在的问题,对该标准方法中样品前处理方式、待测酶液浓度范围、样品空白测定准确性、计算公式等进行了优化。结果表明,用优化后的方法能简便、准确地检测饲料中的β-葡聚糖酶活力,且方法重现性较好。     

甘薯茎线虫β-1,4内切葡聚糖酶基因(Dd-eng-1b)cDNA全长的克隆与序列分析

β-1,4内切葡聚糖酶是植物寄生线虫食道腺分泌的一类细胞壁降解酶,在植物线虫的侵染过程中具有重要的作用.以马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)为材料,用RT-PCR和RACE方法,获得了β-1,4-内切葡聚糖酶基因的cDNA全长,并将该基因命名为Dd-eng-1b(GenBank登录号为FJ430142).此cDNA全长序列为1 640 bp,包括1个1 443 bp的完整ORF,编码1含481个氨基酸的蛋白,其理论分子量为50.89 kD,等电点pI为6.94.序列比对分析表明,含有糖基水解酶的保守结构域,属于纤维素酶第五家族成员,N端具有19个氨基酸残基组成的信号肽,C端含有细菌式样的纤维素结合域(CBD Ⅱ).cDNA与基因组DNA重叠分析表明,此基因包含4个内含子,长度分别为36、76、187和344bp,切割点符合5'-GT……AG-3'的规律.系统进化树分析表明,该基因与细菌Bacillus subtilis和Erwina carotovora分泌的纤维素酶属于同一支,推测该基因可能来源于细菌的水平基因转移.     

甘薯茎线虫(Ditylenchus destructor)β-1,4内切葡聚糖酶基因(Dd-eng-1b)cDNA全长的克隆与序列分析

β-1,4内切葡聚糖酶是植物寄生线虫口针分泌的一类细胞壁降解酶,在植物线虫的侵染过程中具有重要的作用。本文以甘薯茎线虫为材料,用RT-PCR和RACE方法,获得了β-1,4-内切葡聚糖酶基因的cDNA全长,并将该基因命名为Dd-eng-1b (GenBank登录号为FJ430142)。此cDNA全长序列为1640bp,包括一个1443bp的完整ORF,编码一含481个氨基酸的蛋白,其理论分子量与等电点分别为50.89KD,pI为6.94。序列比对分析表明含有糖基水解酶的保守结构域,属于纤维素酶第五家族成员,N端具有19个氨基酸残基组成的信号肽,C端含有细菌式样的纤维素结合域(CBDⅡ)。cDNA与基因组DNA重叠分析表明,此基因包含4个内含子,长度分别为36bp、76bp、187bp和344bp,切割点符合5‘-GT...AG-3’的规律。系统进化树分析表明,该基因与细菌 Bacillus.subtilis和Erwina carotovora 分泌的纤维素酶属于同一支。     

防治蔬菜枯萎病的芽孢杆菌对植物体内酶活性的影响

将拮抗菌制成液体培养,黄瓜、西瓜、青椒经处理后测定其体内几种酶活性的变化研究结果表明,3种植物经5个菌株的液体培养处理后,其多酚氧化酶、过氧化氢酶、β-1,3-葡聚糖酶活性比对照均有明显提高,98-Ⅱ和96-Ⅱ使青椒、黄瓜多酚氧化酶活性分别提高477.78％和150.00％;96-Ⅱ和94-Ⅲ使黄瓜过氧化氢酶活性分别提高419.64％和115.66％;94-Ⅱ使西瓜过氧化氢酶活性提高109.24％;98-Ⅰ使黄瓜β-1,3-葡聚糖酶活性提高23.90％。拮抗菌处理后诱导植物体内产生一些有益于植物抗病性增强的生理生化反应,是拮抗菌制剂防病的机理之一。     

燕麦β-葡聚糖的流变学特性研究

该文主要探讨了燕麦β-葡聚糖溶液的流体流变学性能和黏弹性能及其相关影响因素,为燕麦β-葡聚糖在食品增稠和食品凝胶领域的应用提供理论依据。以中国山西产燕麦为原料提取制备燕麦β-葡聚糖产品,采用动态流变仪测定动态黏度和黏弹性能指标,利用计算机拟合牛顿幂律方程和Maxwell方程,系统考察了β-葡聚糖浓度、分子量、温度等因素对燕麦β-葡聚糖流体流变性能和黏弹性能的影响。结果表明,燕麦β-葡聚糖溶液黏度随剪切速率的增高而逐渐降低,表现为典型的剪切稀化型非牛顿流体;当溶液浓度从0.1%增加到1%时,其对应牛顿幂律方程的流动指数n从0.998降低至0.842,流体的剪切稀化行为增强;燕麦β-葡聚糖溶液黏度与其分子量成正比,与溶液温度成反比;在相同浓度下,燕麦β-葡聚糖分子量越大则其流体牛顿幂律方程的流动指数n越小;与中性溶液相比,弱酸性或弱碱性环境均可导致β-葡聚糖溶液黏度的下降;燕麦β-葡聚糖的黏弹性能受β-葡聚糖浓度、分子量和体系温度的影响。随着燕麦β-葡聚糖浓度的增加和分子量的增大,其流体的黏性行为特征减少而弹性行为特征增强;随着流体温度升高,燕麦β-葡聚糖流体的黏性和弹性行为均逐渐减弱。     

啤酒用β-葡聚糖酶高产菌株的选育及发酵条件优化

对产β-葡聚糖酶的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)A302菌株进行紫外线和硫酸二乙酯(DES)复合诱变和选育，获得产β-葡聚糖酶达27．3U／mL的突变株H302。采用均匀实验设计对H302菌株产β-葡聚糖酶的液体培养基组成及发酵条件进行优化实验，所获优化配方(W／V)为麦麸1．41％，鱼粉0．80％，硝酸钾0．34％，硫酸镁0．11％，起始pH6．0；用含孢量10^8个／mL的种子菌液按体积比3．3％接种上述液体培养基，在36℃下发酵52h，菌株H302的产酶活力达到115．1U／mL，是原出发菌株及培养条件下产酶活力的9．4倍。对突变株H302所产β-葡聚糖酶性质的研究表明，该酶最适作用温度为60℃，最适作用pH为5．5，适用于啤酒生产中的麦芽糖化。     

编码日本梨树(Pyrus pyrifolia )花粉类β-1,3-葡聚糖酶蛋白的cDNA克隆与核苷酸序列

构建了日本梨树(Pyrus pyrifolia)花粉cDNA文库,发现了一个编码花粉管分泌的类β-1,3-葡聚糖酶蛋白(BGN-1)的cDNA(bgn-1)并测定了其序列.bgn-1由1408 bp组成,包括47 bp的5'-非翻译区,由1194bp组成并编码了397个氨基酸的ORF和167 bp的3'-非翻译区.3'-非翻译区含有1个NUE(AATTAA)和3个似FUE的基序,分别位于1369～1374(AATTAA)、1320～1325、1327～1332(TTTTTA)和1363～1368(TTTGGA).bgn-1编码的蛋白(BGN-1)与DDBJ中的植物β-1,3-葡聚糖酶的序列相似性范围为37%～59%,与3D结构已知的大麦β-1,3-葡聚糖酶(GⅡ)的序列相似性为39.7%.对GⅡ与BGN-1进行的疏水簇分析(HCA同源分为87.1%,＞75%的一般标准)和使用3D-PSSM软件进行的分析暗示,BGN-1的3D结构与大麦GⅡ同源性最大(≥95%的肯定度).BGN-1的信号肽长度为22 aa,成熟的BGN-1(375 aa)的理论分子量为4 0723 D,理论pI值为9.59,诊断氨基酸残基模式(D,L,S,L)与禾谷类的与生长相关的亚家族D的诊断氨基酸残基模式(D,L,S,Q)极相似.在BGN-1的C-端延伸区的位点352～367之间发现了1个功能不清,重复出现的ProXXPro结构.     

源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA在毕赤酵母中的高效表达及其酶学性质分析

β-D-1,4-内切木聚糖酶(endo-1,4-β-D-xylanase,xynA,EC.3.2.1.8)简称β-木聚糖酶(β-xylanase),是木聚糖降解酶系中最重要的成员,广泛用于饲料、食品、造纸和生物能源等领域.厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2 xynA具有潜在的开发价值,但是其异源表达的活性较低.本研究根据毕赤酵母(Pichia pastoris)对基因密码子偏好性,对厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA进行密码子优化.通过全基因合成技术合成优化后的xynAm,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K的多克隆位点,构建重组质粒pPIC9K-xynAm,电击转化至毕赤酵母GS115菌株中,以29℃、0.5％甲醇诱导表达,获得重组xynA,并对该酶的酶学特性进行了研究.结果表明,在摇瓶水平条件下,诱导表达108 h时重组β-木聚糖酶活性达到最大值,为612 IU/mL.在10L发酵罐中诱导表达96 h后,xynA的活性为3 515 IU/mL,比活性为2 411 IU/mg;菌体培养湿重、干重和培养上清总蛋白质的浓度分别为324、156和2.25 g/L.非变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺(sodiumdodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)凝胶电泳显示,重组木聚糖酶的分子量约为42.7 kD.酶学性质分析表明,重组β-木聚糖酶的最适反应温度为55℃,最适反应pH 6.0,在温度为30～50℃、pH 4.0～10.6之间该酶具有较好的稳定性,其Km=27.86 mg/mL,Vmax=277.78 mg/(mL· min).底物特异性分析表明,重组xynA可水解低粘度阿拉伯木聚糖、高粘度阿拉伯木聚糖、燕麦木聚糖、桦木木聚糖和4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖,但不降解大麦(Hordeum vulgare)β-葡聚糖和地衣多糖.10 mmol/L的Co2+和K+对该酶的活性略有激活作用,Mn2+、Fe2+和SDS对该酶活性有一定的抑制作用.本研究为进一步工业化应用来源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的β-内切木聚糖酶奠定了基础.     

硅对水稻几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的影响及其与抗纹枯病的关系

在溶液培养条件下,以水稻抗病品种91SP和感病品种Lemont为材料,研究施硅和接种纹枯病菌对水稻纹枯病发生情况、外切几丁质酶、内切几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的影响。结果表明,施硅能降低抗病品种91SP的纹枯病病级和病情指数,显著降低感病品种Lemont的病级和病情指数。在未接种纹枯病菌条件下,施硅增加了抗病品种几丁质酶活性,增加了感病品种的几丁质酶活性,但对β-1,3-葡聚糖酶活性影响不大。接种纹枯病菌后,水稻几丁质酶活性被迅速激活后又下降,施硅通过提高抗病品种91SP几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,以及通过提高感病品种Lemont几丁质酶活性来增强对纹枯病的抗性,但感病品种Lemont施硅处理的几丁质酶活性降低幅度小于抗病品种91SP。     

细胞壁重构关键酶木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶（XTH）的研究进展

细胞壁是目前植物分子生物学研究的热点之一.木葡聚糖(XG)是双子叶植物初生细胞壁中最主要的半纤维素.木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)是一类催化木葡聚糖分子转移或水解的酶,它能够内切木葡聚糖聚合体,将产生的还原性末端连接到另外一个木葡聚糖链或水分子上,在细胞壁重构、影响植物生长发育方面有重要作用.本文主要综述了XTH结构、功能和影响其功能的因素,概括了目前研究中存在的问题和未来研究方向.     

施硅对感染白粉病小麦叶片抗病相关酶活性及硅微域分布的影响

以抗/感白粉病的南农99-18/苏麦3号为试验材料,研究外源硅对接种白粉病后小麦叶片的几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性和叶片硅微域分布的影响,以探讨外源硅增强小麦抗白粉病的作用机理。结果表明,在不接病原菌时,施硅与否对抗/感病品种的PAL、PPO、β-1,3葡聚糖酶活性和感病品种的几丁质酶活性无显著性影响,但施硅可显著地提高抗病品种的几丁质酶活性;接种病原菌后,抗/感品种小麦叶片的几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶、PAL和PPO活性均显著提高,而施硅处理显著地提高了感病品种的这四种酶活性和抗病品种的几丁质酶与β-1,3葡聚糖酶活性,但施硅处理对于抗病品种的PAL和PPO活性影响不显著。同时,施硅处理下,叶片硅元素相对重量都有不同程度提高,并有向刺状体基部和维管束组织富集趋势;接种病原菌后,叶片硅元素明显向病原菌侵染位点聚集,尤其有外源硅供给条件下,这种富集效应尤为显著。这意味着,硅不仅通过调节植株体内与抗病性密切相关的酶活性,而且同时可通过在侵染位点的淀积而构建了防病原菌侵入的"物理或机械屏障",以达到增强小麦的抗病性,从而抑制小麦白粉病病害发展。     

β-葡聚糖酶的热稳定性改造及酶学性质分析

为了获得热稳定性有所提高的β-葡聚糖酶，本研究利用定向进化技术对β-葡聚糖酶基因进行改造，并对野生酶和突变酶的酶学性质进行研究。结果获得了两株热稳定性有所提高的突变体，分别命名为EGs1和EGs2；酶学性质分析结果显示：与野生酶相比，EGs1和EGs2突变酶的Tm值分别提高了3℃和5℃，达到了65.5℃和67.5℃；突变酶的最适反应温度也提高了5℃，达到了60℃；两个突变酶对地衣多糖的水解能力分别被提高28％和降低21.6％；对地衣多糖的亲和力未见改变；野生酶和EGs1突变酶的最适pH值为6.5，而EGs2突变酶的最适pH值为7.0；野生型和突变型-葡聚糖酶都有较宽的pH稳定范围，在pH 6.0-8.5的范围内放置48小时，仍保持80％以上的酶活力；遗传稳定性检验结果表明突变株的遗传稳定性良好。这一结果说明了定向进化在改善酶性质方面是比较有效的策略。     

木霉β—1，3—1，4—葡聚糖酶性质及其cDNA片段克隆

本研究探讨了里氏木霉GXC的-1,3-1,4-葡聚糖酶特性，克隆和分析了酶基因片段。结果表明，粗酶液经硫酸铵沉淀、SephadexG-25、SephadexG-100和DEAE-SephadexA-50柱层析得到纯-1,3-1,4-葡聚糖酶；经12.5%SDS-PAGE凝胶电泳表明，该酶的分子量为35.21kD；酶最适反应pH5.0，最适反应温度为60℃；Michaelis-Menten动力学分析表明，-1,3-1,4-葡聚糖酶的Km和Vmax分别为10.86mg/mL和14286mol/(minmg)。通过RT-PCR方法扩增并克隆了-1,3-1,4-葡聚糖酶cDNA片段，测序表明,该片段长度为280bp；同源性分析显示，该cDNA片段与水解淀粉芽孢杆菌、厌氧真菌OrpinomycesstrainPC-2、枯草芽孢杆菌中的-1,3-1,4-葡聚糖酶的基因片段有较高的同源性，分别为90%，79%，91%。