稻田土壤细菌宏基因组文库构建

为了从土壤宏基因组文库中筛选获得具有微生物农药活性的化合物及其基因簇,本研究构建了稻田土壤细菌宏基因组文库.采用直接裂解法提取土样DNA并对其纯化,之后RFLP-PCR分析土样DNA中细菌16S rDNA 基因的多样性,最后以提纯的土壤DNA为外源片段,以Fosmid载体构建了土壤宏基因组文库.提取纯化后的DNA片段大于23kb,RFLP-PCR分析土样DNA具有丰富的遗传多样性,构建获得的土样宏基因组文库约含10 000个克隆子,文库容量为3.56×10(8)bp.本研究掌握了构建土壤宏基因组文库的方法,构建的宏基因组文库可为后续的文库筛选以及获得绿色环保的微生物农药奠定了基础.     

番茄灰霉病病株根际土壤宏基因组文库的构建

利用宏基因组DNA提取试剂盒提取番茄灰霉病病株根际土壤微生物宏基因组DNA,经PstⅠ和HindⅢ双酶切,回收1-5kb大小的片段,与经过相同酶酶切的PblueScriptⅡKS（＋）质粒载体相连接,转入大肠杆菌DH5a,构建了番茄灰霉病病株根际土壤微生物宏基因组文库。     

高糖土壤宏基因组文库β-葡萄糖苷酶基因克隆表达及酶学性质分析

【目的】通过宏基因组技术获取土壤微生物总DNA,运用基因克隆、功能筛选、基因表达等手段挖掘新型β-葡萄糖苷酶,为新型微生物资源的开发利用提供科学依据。【方法】提取高糖土壤宏基因组DNA,构建宏基因组文库;筛选文库并对阳性克隆子亚克隆,获得β-葡萄糖苷酶基因;PCR扩增目的基因,以pSE380为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌进行表达;采用镍亲和层析对重组酶纯化,研究其酶学性质。【结果】成功构建约含9.2万个克隆的高糖土壤宏基因组文库,获得一个新型β-葡萄糖苷酶基因unbgl3A。该基因大小为2241 bp,在氨基酸水平上,与Gen Bank数据库中已知β-葡萄糖苷酶的一致性为73%;该酶最适pH为6.0,最适温度为50℃,对对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(p-NPG)的K_m值为6.45 m M,V_(max)为50μmol/(mg·min)。在15～50℃热处理1 h后仍保留90%以上的酶活力,热稳定性较好,且被多种糖激活。【结论】宏基因组技术是获取新酶有效手段,获得的Unbgl3A具有良好酶学性质,可为进一步挖掘其应用潜力及研究耐热机理奠定基础。     

宏基因组技术构建土壤宏基因组文库研究进展

土壤中大部分的微生物不能被培养,从而限制了对土壤微生物的开发利用,宏基因组技术可以解决这一难题,成为开发微生物资源的一种工具.阐述了宏基因组文库的构建、土壤宏基因组文库的特点及筛选文库获得的一些成果,并分析了构建土壤宏基因组文库存在的问题.     

宏基因组技术在筛选未培养微生物中新型酶的研究进展

介绍了宏基因组文库的构建及酶基因的筛选方法,对瘤胃、土壤及其他环境中微生物宏基因组文库的构建和酶基因的筛选研究进行了综述,同时就宏基因组技术在未培养微生物研究中的应用进行了展望。     

叶围微生物宏基因组文库的构建和分析

宏基因组文库技术是开发利用未培养微生物基因资源的有效途径。采用CTAB-SDS法直接从植物叶面沉积样品中提取基因组DNA,构建了以puc19为载体的基因组文库,共获得8126个阳性克隆,文库DNA总容量约30.1MB,平均插入片段长度为3.8kb。叶围微生物基因组文库的成功构建,对于以后研究植物和叶围微生物的关系有重要意义。     

一种直接用于PCR的土壤微生物DNA提取方法

以橡胶林土壤为材料,直接提取土壤微生物DNA。本实验介绍的方法不仅可以获得大片段,并且不需要纯化即可直接用于PCR扩增和DNA酶切等后续操作,每克土壤DNA提取量约为2.1～4.6μg。此方法操作简单、快捷、为土壤宏基因组文库的构建和土壤微生物群落结构的多样性分析提供基础。     

肠道微生物宏基因组文库构建及酯解酶基因筛选

利用宏基因组学方法,以人肠道微生物样品为原材料,构建了1个约30 000个克隆的fosmid文库.以三丁酸甘油酯为底物,通过功能筛选,获得1个酯解酶阳性克隆.对该阳性克隆构建亚克隆,挑选具有酯解酶活性的阳性亚克隆进行测序分析,最终获得1个肠道微生物来源的酯解酶基因(GenBank登录号:JQ972699).结果表明,文库克隆的平均插入片段约为40 kb,没有重复插入片段克隆.获得的酯解酶基因推演蛋白与Pyramidobacter piscolens W5455的patatin样磷脂酶同源性最高,氨基酸一致性为95％.生物信息学分析结果表明该基因可能通过Vd型分泌方式进行分泌并发挥功能.本研究是通过构建人肠道微生物宏基因组大片段文库并结合重组子功能筛选获得酯解酶的首次报道,可为食品工业提供新的酯解酶来源和筛选方法.     

稻瘟病抗性鉴定田土壤宏基因组文库构建及分析

从稻瘟病抗性鉴定田中提取土壤微生物宏基因组DNA,EcoRⅠ和BamHI双酶切后插入到经同样双酶切的pSK 载体中,转化至DH5α感受态细胞,构建了土壤微生物宏基因组文库。随机挑选了9个克隆测序,并通过NCBI的Blastx分析了序列可能所属的物种和基因。结果其中有6个能与库中序列达到较大匹配,3个的分析结果表明可能是新基因,说明所建文库的生物多样性和新基因数较丰富。     

热带雨林土壤真菌18S rRNA基因多样性分析

[目的]探讨热带雨林土壤真菌群落结构,阐释微生物与植物之间的互作关系,以期为开发利用热带雨林这一特殊生态环境中丰富的微生物基因资源提供理论依据。[方法]运用扩增18S rDNA限制性分析(Amplified 18S ribosomal DNA restriction analysis,ARDRA)和18S rRNA基因序列分析技术,分析了热带雨林土壤真菌物种丰度、优势种群和进化关系等群落结构特征。试验采用PVPP洗涤-CTAB-溶菌酶-蛋白酶K-SDS热处理等方法,提纯微生物总DNA,构建真菌18S rRNA基因克隆文库,对阳性克隆进行ARDRA分析,选取有代表性的克隆测序,利用DOTUR软件将真菌序列按照97%相似性的标准分成若干个可操作分类单元(Operational taxonomic u-nit,OTU)。[结果]构建的克隆文库包含21个OTU,其中以子囊菌和担子菌为主,各占克隆文库的64.7%和15.5%。子囊菌中以盘菌为主,占到整个克隆文库的47.4%;担子菌中以伞菌为主,占到整个克隆文库的10.4%。接合菌和壶菌均有少量克隆出现在文库中。首次从海南岛热带雨林土壤中发现牛肝菌。研究显示该环境真菌多样性极其丰富,涵盖了真菌主要门的绝大多数。[结论]该研究结果为揭示热带雨林土壤真菌群落结构多样性、挖掘该环境样品的真菌基因资源提供了参考依据。     

基于宏基因组学的转基因棉田土壤微生物功能多样性分析

[目的]研究转基因棉田土壤微生物的功能多样性。[方法]采用直接法提取转基因棉根际土壤微生物总DNA,用限制性内切酶BamHI进行部分酶切,回收2.0～4.0 kb大小的片段插入到pUC19/BamHI脱磷载体上,转化到DH5α高效感受态细胞,构建宏基因组文库。随机挑取10个克隆序列测序,并通过NCBI预测可能存在的开放式阅读框和进行序列比对分析。[结果]该文库的外源插入片段平均长度为2.4 kb,90%以上克隆都含有插入片段,10个序列中存在着多种功能的开放式阅读框,包括一些水解酶、脱氢酶、脂解酶、修饰酶、抗生素及与电子传递链相关的酶类。[结论]该研究可为研究转基因棉大面积野外种植以后的生态安全性提供参考。     

野生秦岭羚牛瘤胃产甲烷古菌多样性研究

[目的]了解野生秦岭羚牛瘤胃产甲烷古菌的组成及其多样性。[方法]提取野生秦岭羚牛瘤胃内容物总DNA,选用产甲烷菌特异性引物Met86F和Met1340R,对总DNA进行16S rRNA特异性扩增,构建秦岭羚牛瘤胃产甲烷古菌16S rRNA克隆文库,对阳性克隆进行PCR-RFLP(限制性内切酶片段长度多态性)分析,并对HaeⅢ酶切带谱不同的菌液进行测序,构建系统发育树。[结果]根据酶切带谱分析和测序结果的不同,将随机挑取的105个阳性克隆归为14个不同的可操作分类单元(OTUs)。系统发育分析表明,这些克隆序列均位于广域古菌门(Euryarchaeota),隶属甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae,65.71%)、Methanomassiliicoccus(29.52%)和Methanosarcinaceae(4.76%)3个科。其中有57个序列与可培养菌相似度在97%以上,分属于Methanobrevibacter millerae、Methanobrevibacter olleyae和Methanobrevibacter thaueri。其余48个序列与未培养菌相似度较高,占11个OTUs。[结论]野生秦岭羚牛瘤胃产甲烷古菌多样性比较丰富,且可能存在新的分类单元。     

黄淮白山羊瘤胃微生物Fosmid文库的构建与分析

采用CTAB法和蛋白酶K法提取黄淮白山羊瘤胃微生物总DNA,酶切获得DNA片段,大小为23～50 kb,以E.coli EPI300为宿主细胞,构建瘤胃微生物宏基因Fosmid文库。研究发现该文库共获得克隆28 800个,插入片段大小约35 kb,空载率小于2%,容量1 008 Mb。通过羧甲基纤维素酶和木聚糖酶(Xylanase)活性筛选,分别获得具有两种酶活性的阳性克隆60和32个,木聚糖酶和羧甲基纤维素酶(CMC,Carboxymethyl cellulase)共同作用阳性克隆15个。通过已测序MF3木聚糖酶阳性克隆酶学活性分析,该木聚糖酶在最适应pH 4.5, 40℃条件下,酶活力为79.287μ·mL~(-1)。为进一步研究黄淮白山羊瘤胃内纤维素酶(Cellulase)基因奠定基础。     

富集培养促进宏基因组途径获得聚酮酶基因的研究

进行了富集培养促进宏基因组途径获得聚酮酶基因的研究。结果表明,通过富集培养土壤样品有效提高了红树林土壤高分子量DNA的提取效率,且经分散差速离心(DDC)法预处理并由RH-土壤浸提液富集培养后,可同时检测到放线菌和聚酮化合物合成酶的特征序列,该富集培养样品有助于构建红树林土壤宏基因组BAC文库和聚酮合酶基因的筛选。     

鸡堆型艾美耳球虫孢子化卵囊cDNA文库的免疫学筛选

[目的]寻找鸡球虫保护性抗原基因,为研究基因功能和研制抗鸡球虫疫苗奠定基础.[方法]将纯化的堆型艾美耳球虫孢子化卵囊于兔皮内多点注射,制备堆型艾美耳球虫抗血清,用间接酶联免疫吸附试验（ELISA）检测其效价,进行免疫学筛选.利用PCR对获得的阳性克隆进行初步鉴定.[结果]间接酶联免疫吸附试验结果表明堆型艾美耳球虫抗血清检测结果呈阳性,初步筛选到的疑似阳性斑经3次复筛后获得6个阳性克隆,1～3号克隆约为1 000bp,4～6号克隆约为1 500 bp.[结论]对堆型艾美耳球虫孢子化卵囊cD-NA文库获得的阳性克隆成功进行了免疫学筛选.     

新疆泥火山土壤宏基因组DNA的提取方法研究（摘要）

[目的]寻找一种有效的泥火山土壤宏基因组DNA的提取方法。[方法]分别采用CTAB法、SDS加酶法、实验室改进法、试剂盒法提取泥火山土壤宏基因组,比较4种方法的提取效果。[结果]试剂盒法的提取效率最高、纯度最好;实验室改进法次之;SDS加酶法提取量最多。实验室改进法获得的DNA,稀释10倍可直接用于PCR扩增。[结论]从经济和DNA质量的角度考虑,实验室改进法可作为新疆泥火山土壤宏基因组DNA提取最有效的方法。     

合浦珠母贝微卫星DNA标记的分离与筛选

[目的]研究合浦珠母贝微卫星DNA标记的分离与筛选。[方法]采用生物素标记的5个探针,用磁珠富集法构建合浦珠母贝基因组微卫星富集文库,并对文库进行筛选、测序与引物多态性筛选。[结果]对500个克隆进行PCR筛选,测序分析发现130个克隆含有微卫星重复单元。序列比对后最终获得109个具有特异微卫星序列的阳性克隆,其中包含179个微卫星DNA结构域。基于微卫星两端的侧翼序列设计并获得了13对能够在合浦珠母贝基因组有效扩增的微卫星引物,其中8对在种群中（n=32）具有扩增多态性,其多态信息含量PIC值在0．239～0．787;等位基因数在2～9个;观测杂合度介于0．22～0．56;期望杂合度的变化范围为0．25～0．83。[结论]这研究为进一步开展合浦珠母贝的遗传分析提供了基础资料。     

索式桃花水母全长cDNA文库的构建

[目的]构建索式桃花水母的全长cDNA文库,为桃花水母的生长、发育、衰老过程功能基因的进一步筛选、克隆和表达奠定基础。[方法]利用RNAiso试剂盒提取桃花水母的总RNA,采用SMART技术合成全长cDNA,经SfⅠi酶切消化后,将cDNA克隆到质粒载体pDNR-LIB,并对cDNA文库进行质量评价。[结果]经鉴定,原始文库的滴度为7.9×10^5cfu/ml,库容量约为1.0×10^6cfu。随机挑取28个克隆,经PCR快速鉴定,插入片段大小在0.5～2.5kb,平均大小在1.0kb左右,重组率达94%,表明获得了高质量的桃花水母cDNA文库。[结论]该试验成功构建了桃花水母cDNA文库,其cDNA原始文库的库容,根据真核生物能够满足建库的要求,同时文库的cD-NA插入片段序列是完整的,从而证实构建的文库质量较好,可以用于桃花水母目的基因的筛选。