G418抗性筛选标记在板栗疫病菌中的应用

板栗疫病菌一低毒病毒系统．是一个优良的研究植物病原真菌致病和病毒一宿主相互作用分子机制的模型。随着研究的深入，原有的苯菌灵和潮霉素两个遗传转化筛选标记已不能满足研究需要。文章报道构建一个由构巢曲trpC启动子驱动的G418抗性Neo基因盒，并成功应用于板栗疫病菌的遗传转化研究。     

一种用于板栗疫病菌基因打靶系统的新型抗性筛选标记

板栗疫病菌是研究病原真菌的模式物种之一。目前应用于板栗疫病菌遗传转化的筛选标记有潮霉素、苯菌灵和G418抗性基因。随着板栗疫病菌致病分子机理研究的深入,需要更多的遗传筛选标记用于多重基因的遗传转化分析。本研究通过融合PCR技术,成功利用博莱霉素抗性基因Bleor进行了板栗疫病菌高丰度分泌表达基因的打靶实验,证实了Bleor作为板栗疫病菌基因筛选标记的可行性。     

板栗疫病菌低毒力遗传转化株LC的构建

低毒病毒—板栗疫病菌组合是研究病毒—宿主相互作用的模式系统之一。通过构建含板栗疫病菌低毒病毒CHV1-EP713的全长cDNA和苯菌灵抗性基因的表达质粒pXB3F2,并用于转化野生型无毒株EP155,获得了以苯菌灵抗性为筛选标记、具有dsRNA病毒再生能力的低毒力遗传转化株LC,为深入研究病毒—真核宿主相互作用的分子机制提供了新的研究材料。     

两株抗苯菌灵稻瘟病菌突变体的若干特性

用由稻瘟病菌gp d基因启动子和终止子序列控制的、以粗糙脉孢菌的微管蛋白β-tubu lin(Bm 1)突变基因为选择标记的表达载体,转化稻瘟病菌0742野生型菌株,获得了两株具有苯菌灵抗性的菌株M 1和M 2。但Sou thern杂交表明,这两个菌株并不是由于质粒转化而获得苯菌灵抗性。对稻瘟病菌0742野生型及突变体M 1、M 2的β-tubu lin基因的序列比对分析表明,突变体M 1在内源β-tubu lin基因的第56、178、1704位置上发生了点突变,M 2在第56、899、1040、1389、1704位置上发生了点突变,导致M 1的352位氨基酸由苏氨酸变成了丙氨酸,M 2的107、154、270、352位氨基酸分别由苏氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸变为丙氨酸、谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸。计算机分析显示M 1和M 2突变体β-tubu lin基因编码的蛋白质疏水性发生了微弱改变,结构域没有受到影响。该发现为开发新的稻瘟病菌遗传选择标记提供依据。     

透明颤菌血红蛋白基因(vgb)表达对委内瑞拉链霉菌秦岭变种生长代谢及瑞拉菌素效价的影响

委内瑞拉链霉菌秦岭变种(Streptomyces venezuelae var.qinlingensis)是瑞拉菌素(Zuelacmycin)的产生菌,为进一步探讨透明颤菌血红蛋白基因(vgb)表达对秦岭变种以及瑞拉菌素产率的影响,利用红霉素抗性基因启动子在委内瑞拉链霉菌秦岭变种中表达vgb基因,并在5 L发酵罐中研究了工程菌株与原始菌株的生长代谢特性及瑞拉菌素的效价.结果表明:在高溶氧条件下vgb基因表达并未对菌丝体生长和氨基氮的消耗产生明显的影响,但提高了对还原糖的消耗,工程菌株发酵瑞拉菌素的效价比原始菌株降低8%;在低溶氧条件下,vgb基因的表达可促进菌丝体的生长和次级代谢,并提高了还原糖的消耗,工程菌株发酵瑞拉菌素的效价比原始菌株提高45%.本研究首次利用VHb蛋白基因表达提高了委内瑞拉链霉菌秦岭变种对氧的利用率和瑞拉菌素的效价,为进一步推动瑞拉菌素工业化生产提供基础资料.     

聚乙二醇(PEG)介导的甜瓜蔓枯病菌的转化(英文)

蔓枯病是当前危害瓜类的主要病害,但是蔓枯病菌(Didymella bryoniae)病原学研究还非常落后,关于该菌功能基因的研究报道还较少。为了建立聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导的甜瓜蔓枯病菌原生质体遗传转化体系,本研究利用带有潮霉素B磷酸转移酶(hph)基因的质粒pSGate1为载体,通过PEG(分子量3350)介导的融合法转化蔓枯病菌株ZJDB32。将病菌分生孢子于PDB培养液(200g/L马铃薯煎汁,20g/L葡萄糖)内震荡培养20h,然后收集产生的幼嫩菌丝,在10mg/mL lysing enzyme+5mg/mL driselase酶液内28℃酶解3h,每克湿菌丝能产生3.8×107个原生质体。PEG介导融合转化pSGate1至D.bryoniae原生质体,每毫克ZJDB32的DNA转化效率最高能得到1230个转化子。结果表明,20个代表性的ZJDB32的转化子继代4次后其潮霉素抗性、生长速率、产孢量和致病性与野生型都没有明显变异,这些转化子可以进一步用于相关功能研究。因此,该转化体系的建立为甜瓜蔓枯病菌功能基因的深入研究提供了基础资料。     

高抗重金属盐的微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)菌株GXCR的遗传转化

我们曾分离到一株高抗多种重金属盐的微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)菌株GXCR。本研究在该菌株中建立了基于携带苯菌灵抗性基因(Benr)的质粒pCPXBN-1、聚乙二醇(PEG)介导的原生质体转化体系。原生质体的产量和再生的最佳条件是酶解液中的酶浓度在0.6%~0.8%(纤维素酶∶蜗牛酶=1∶1)、孢子萌发后培养24 h的菌体和0.05 mol/L二硫苏半糖醇(DTT)预处理。最佳转化组合条件为3×108原生质体/mL,50μg质粒DNA组合条件下,40%PEG4000,山梨糖醇(sorbitol)-三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)-氯化钙(CaCl2)缓冲液(STC)[1 mol/L sorbitol,50 mmol/L Tris-HCl(pH 7.0),50 mmol/L CaCl2],室温转化20 min。在此条件下的转化效率为0.3个转化子/μg DNA。     

ipt基因促进矮牵牛遗传转化效率及热激启动子驱动基因删除

本研究主要探讨ipt基因对矮牵牛遗传转化不定芽诱导影响及拟南芥热激启动子hsp18.2驱动重组酶基因flp的热诱导外源基因删除表达载体在矮牵牛中的基因删除效果。本研究中将植物表达载体pBin-hsp18.2：flp-35S：ipt及对照载体pBin-hsp18.2：flp遗传转化矮牵牛,以获得转基因植株,分析比较不定芽的诱导和转基因植株进行的热激基因删除。研究结果表明,ipt基因可促进矮牵牛遗传转化过程中不定芽的诱导,其不定芽诱导率为21.5%,显著高于对照的8.7%。在44℃,6h,热激6次的条件下,转基因矮牵牛植株表型恢复正常,经GUS蛋白表达分析及PCR、RT-PCR检测,证明外源基因已经被删除。转基因矮牵牛基因删除效率最高可达43.8%。本研究为ipt基因在一些遗传转化困难植物转基因中的应用奠定了基础。     

提高耐热链霉菌转化泰乐菌素能力的分子改造与育种

BIB0830是将泰乐菌素转化为乙酰异戊酰泰乐菌素(AIV)的耐热链霉菌(Streptomyces thermotolerans)工业菌株。以pIJ8600为载体分别构建了acyB1-B2基因整合型表达载体pBIB425和带红霉素突变启动子ermEp*的红霉素抗性ermE基因整合型表达载体pBIB304。通过大肠杆菌(Escherichia coli)-链霉菌属间接合转移分别将pBIB425、pBIB304和pBIB308(耐热链霉菌的nsdA基因中断载体)导入工业菌株BIB0830,抗性筛选分别得到接合子BIB425、BIB304和BIB308。经PCR验证均为阳性克隆。摇瓶发酵结果表明,与出发菌株BIB0830相比,BIB425和BIB308泰乐菌素转化率分别提高了14%和22%,而BIB304则无明显影响。     

耐热链霉菌的分子育种改造

BIB0830是一株可将泰乐菌素转化为乙酰异戊酰泰乐菌素（AIV）的耐热链霉菌工业菌株。以pIJ8600为载体分别构建了acyB1-B2基因整合型表达载体pBIB425和带红霉素突变启动子ermEp*的红霉素抗性ermE基因整合型表达载体pBIB304。通过大肠杆菌-链霉菌属间接合转移分别将pBIB425、pBIB304和pBIB308（耐热链霉菌的nsdA基因中断载体,本实验室保存）导入工业菌株BIB0830,抗性筛选分别得到接合子BIB425、BIB304和BIB308。PCR验证均为阳性克隆。摇瓶发酵结果表明：与出发菌株BIB0830相比,BIB425和BIB308泰乐菌素转化率分别提高了14%和22%,BIB304无明显影响。     

农杆菌介导的木薯转基因研究初报

将米曲霉植酸酶基因phyA克隆于植物表达载体pB1121的CaMV35S启动子（P35s）下游,构建了含有P35s—phyA-TNOS表达盒的重组质粒pBI-phyA,并用电脉冲法将其导人大肠杆菌中。通过三亲接合将pBI—phyA质粒由大肠杆菌导入根癌农杆菌LBA4404菌株,获得带有phvA基因的根癌农杆菌工程菌株LBA4404／pBI-phyA。用LBA4404／pBI—phyA转化木薯外植体652个,在含100mg／L卡那霉素和250mg／L氨苄青霉素的MS分化培养基上诱导分化芽,获得24株抗卡那霉素转化苗。以转化苗和未转化植株的总DNA为模板,用phyA基因的同源序列为引物,进行聚合酶链式反应（PCR）,结果表明9株转化苗的PCR结果为阳性,初步证明目的基因phvA已经转入木薯中。     

可诱导剔除选择标记基因的pBLCK载体构建

为了剔除冗余且有潜在安全问题的选择标记基因,本研究通过PCR扩增出ubiquitin启动子序列、lox P序列、Cre-GR融合基因和NPTⅡ抗性基因的编码区序列,采用酶切连接的方法将其引入载体p BRACT806,从而构建一个新的可诱导剔除选择标记基因及重组酶基因的表达载体p BLCK,测序结果显示其构建成功。该载体含有Gateway组件,可进行外源目标基因的高效重组整合;具有NPTⅡ基因,利于转基因植株的筛选;具有可诱导剔除外源基因的Cre-GR组件,诱导处于lox P位点之间的抗性标记基因NPTⅡ和Cre-GR融合基因的剔除,保留目标基因表达元件。此外,目标基因、Cre-GR融合基因和NPTⅡ基因都由ubiquitin强启动子控制,可在农作物中组成型超量表达外源基因。本研究为农作物转基因安全性研究提供了新的载体系统,具有一定的育种价值。     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视。本研究以pCAM-BIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体。通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用。组织化学检测结果表明：CaMV35S启动子调控下的iGUS（带内含子）基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子（带内含子）调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子（带内含子）驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生。Ubi1启动子（带内含子）调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用。本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义。     

玉米赤霉烯酮降解酶基因zlhy-6在枯草芽孢杆菌中的表达

玉米赤霉烯酮(ZEN)是具有雌激素作用的次生代谢产物,可以被来源于Gliocladium roseum的内酯水解酶降解为无毒物质。为了实现玉米赤霉烯酮降解酶基因zlhy-6在枯草芽孢杆菌中的表达,获得不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,本研究采用一步克隆及重叠延伸PCR的方法构建了单启动子和包含Hpa Ⅱ和P43双启动子的表达质粒,将质粒转化到枯草芽孢杆菌中,获得重组菌株168/pMA5-zlhy-6和168/pMA5-P43-zlhy。然后构建了重组整合载体amy-p43-zlhy,将zlhy-6基因整合到枯草芽孢杆菌168的基因组中。通过Cre/lox系统敲除抗生素抗性基因,获得整合了P43-zlhy表达盒的食品级重组枯草芽孢杆菌BZ-zlhy。将构建的3个重组菌株在37℃、pH值7.5条件下培养36 h,结果显示,双启动子表达载体重组菌株的最高酶活性为2.2 U·mL^-1,是单启动子菌株的1.2倍。双启动子重组菌株表达的降解酶对ZEN(4 μg·mL ^-1,30 min)的降解率为65.1%。重组菌株枯草芽孢杆菌BZ-zlhy表达水平最低(0.4 U·mL^-1)。本研究实现了玉米赤霉烯酮降解酶在枯草芽孢杆菌中表达,同时构建了不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,为玉米赤霉烯酮降解酶的工业化生产奠定了基础,也为解决粮食储藏和饲料生产中的ZEN污染提供了思路。     

里氏木霉木聚糖酶基因Ⅱ在毕赤酵母中的分泌表达及其酶学性质研究

利用RT-PCR技术从高产木聚糖酶菌株T. reesei Rut C-30中成功扩增出其主要木聚糖酶基因XynⅡ,经序列分析证实,在该菌株诱变选育过程中其成熟肽序列有两处碱基发生突变;将不带原基因信号肽的XynⅡ克隆到毕赤酵母高效表达载体pPICZαA上,线性化后经电击转化到毕赤酵母中,经Zeocin及PCR筛选后得到的转化子用1%甲醇诱导。SDS-PAGE证实,重组子实现了分泌表达,且发酵上清中几无杂蛋白;对该重组酶酶学性质分析表明,该酶最适反应温度为60℃,最适反应pH值为6.0,该酶热稳定性较好,在50℃下保温30 min仍能保留其95%以上活性。