Oenococcus oeni MLF关键基因在酿酒酵母中的转化与表达

利用西北农林科技大学葡萄酒学院筛选出的酒酒球菌(Oenococcus oeni )优良菌系SD-2a的包含苹果酸-乳酸酶基因(mleA)和苹果酸通透酶基因(mleP )约2.6 kb的基因片段，并以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件，以酵母-大肠杆菌穿梭质粒YEp352为载体，构建了重组表达质粒pYELmleAP，转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS58，筛选获得酵母转化子YS58/pYELmleAP。斑点杂交检测表明目的基因mleA转化到受体菌中，SDS-PAGE检测表明获得的转化子表达了苹果酸-乳酸酶的目的蛋白。对酵母转化子培养上清进行HPLC检测，采用t检验差异显著性分析，结果表明mleA基因在受体菌中进行了功能性表达。获得的酵母转化子在添加L-苹果酸的SD/-Ura培养基中培养4 d，培养液中的L-苹果酸含量降低，培养液上清中L-苹果酸的剩余含量比空载体转化子极显著降低，苹果酸降低19.33%～19.42%。对照未检出乳酸的生成，供试的转化子L-乳酸生成量为1249～1368 mg/L，与对照差异显著。     

酒类酒球菌苹果酸-乳酸酶基因mleA的克隆

苹果酸-乳酸酶是进行MLF的关键酶.该研究以酒类酒球菌31DH(Oenococcus oeni 31DH)的基因组DNA为模板进行其苹果酸-乳酸酶基因mleA的PCR扩增.PCR引物为5'-CGGAATTCATGACAGATC-CAGTAAGTAT-3'和5'-TAGGTACCACACTCTCAACACTCGTAAT-3',引物的5端分别引入EcoRI和KpnI酶切位点.得到的PCR产物约1.6kb.PCR产物回收后用EcoRI-KpnI双酶切,与经同样双酶切的质粒YEp352(大肠杆菌-酵母穿梭载体)进行连接并转化大肠杆菌感受态细胞,筛选重组质粒并用酶切及PCR验证.获得的酒类酒球菌苹果酸-乳酸酶基因的重组质粒命名为pLmleA.     

酒类酒球菌mle基因座的克隆和测序

酒类酒球菌（Oenococcus oeni）是优良的葡萄酒乳酸菌。苹果酸-乳酸酶（malolactic enzyme，MLE）和苹果酸通透酶（malate permease，MleP）是苹果酸-乳酸发酵（malolactic fermentation，MLF）的关键酶（Labarre et al.，1996）。酒类酒球菌mle基因座上的苹果酸-乳酸酶基因（mleA）和苹果酸通透酶基因（mleP）构成双顺反子的操纵子结构（Labarre et al．,1996）。本研究将我国自行筛选的酒类酒球菌优良菌系作为目的基因供体，进行mle基因座的克隆和其上2个基因的测序，为这2个基因的研究、利用及外源表达提供基本资料。     

克雷伯氏菌1,3-丙二醇氧化还原酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

以基因组DNA为模板,利用PCR技术从克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)中扩增得到含有1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的DNA片段,将其定向连接到克隆质粒pGEM-3xf上,得到重组质粒pGEM-dhaT。将此重组质粒转化到受体菌Escherichia coli DH5α中,通过蓝白斑鉴定挑选出阳性菌株。DNA序列分析表明其基因全长为1185bp。将该片段插入表达载体pSE380,构建成重组子pSE-dhaT,并在E．coli JM109中获得表达,经SDS-PAGE检测,表达产物分子质量与天然纯1,3-丙二醇氧化还原酶(DHAT)相同,约为43ku。     

生物工程途径降解果酒中苹果酸的研究进展

降酸是果酒生产的一个关键技术环节,利用生物工程途径降解果酒中苹果酸是非常重要的;是非常重要的该文综述了苹果酸-乳酸发酵和苹果酸-酒精发酵相关基因的克隆及其在酿酒酵母中表达的研究进展,提出了存在的问题和今后的研究方向.     

产L-乳酸的大肠杆菌基因工程菌的构建

含有质粒pKD46的菌株BW25113．在L-阿拉伯糖诱导后，表达λ噬菌体的3个重组蛋白Exo、Bet和Gain，宿主菌就具有了同源重组的能力。利用λ噬菌体的Red重组系统构建了D-（＋）-乳酸脱氢酶基因（1dhA）、乙醇脱氢酶基因（adhE）双突变的大肠杆菌BW25113C工程菌株和乙酸激酶基因（ackA）单突变的大肠杆菌BW25113工程菌株。将表达牛链球菌L-乳酸脱氢酶基因（1dhL）的pSE380质粒转化到BW25113C菌株中发酵培养35h，用HLPC检测产物，尚未发现L-乳酸。     

弹性蛋白酶基因(PAE)的克隆及在毕赤酵母中的表达

以1株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的铜绿假单胞菌弹性蛋白酶(P.acruginosa elastase,PAE)基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%.成功地构建了重组表达载体pPIC3.5K/PAE,莺组质粒Sac Ⅰ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)菌株KM71中,通过PCR和表型鉴定表明,PAE基因已经整合到毕赤酵母染色体上.经大量筛选获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子.在甲醇诱导下,经过毕赤酵母高密度发酵进行PAE的表达,经SDS-PAGE分析.结果表明,在培养基上清中含有一明显特异性蛋白条带,大小为34kD.活性检测结果,酶活为1 060 U/mL,是出发菌株的26倍.     

Constitutive Expression of α-galactosidase Mel1 Gene in Pichia pastoris

用PCR方法从酵母(Saccharomyces cerevisiae ) AH109中扩增出α-半乳糖苷酶的Mel1基因，将其克隆至整合型载体pGAPZαA中构建成组成型分泌表达酶产物的重组质粒pGAPZα-Mel1。将线性化的重组质粒pGAPZα-Mel1电击转化至毕赤酵母(Pichia pastoris ) KM71，在含有100 mg/mL zeocin和预先涂布有X-α-gal的YPDS平板上选择蓝色阳性菌落。发酵培养酵母的上清经SDS-PAGE分析，在53 kD处有特异带；经非变性PAGE凝胶电泳，与显色底物的反应，检测到α-半乳糖苷酶活性带。重组菌pGAPZα-Mel1 /KM71摇瓶发酵6 d后，培养液α-半乳糖苷酶粗酶活性为12 U/mL。     

弹性蛋白酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

本研究以一株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的弹性蛋白基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%。将弹性蛋白酶基因连入到表达载体pPIC3.5K中,经过酶切和测序鉴定证实弹性蛋白酶基因已插入到载体启动子下游,成功构建了质粒pPIC3.5K/PAE。将pPIC3.5K/PAE线性化,通过电转化将目的基因转入毕赤酵母KM71中,利用MD培养基筛选到近400个转化子,再经G418抗性的筛选,获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子并用PCR和弹性蛋白平板验证。经过甲醇诱导表达得到高表达的重组酵母菌株,酶活为1060U/mL是出发菌株的26倍。本研究成功克隆到铜绿假单胞菌弹性蛋白酶基因,为实现活性弹性蛋白酶的高效表达奠定了基础。     

小反刍兽疫病毒N基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

参照GenBank中小反刍兽疫病毒((Peste des petits ruminants virus,PPRV)N基因序列（Nigeria/75/1）(1 578 bp)设计了1对添加EcoRⅠ和Not Ⅰ酶切位点的引物,对从奥地利引进的pCI-neo-PPRN质粒进行PCR扩增,克隆至pGM-T载体,并转化大肠杆菌Escherichia. coli TOP10感受态细胞,获得重组质粒pGM-T-PPRN。将重组质粒经EcoRⅠ和NotⅠ双酶切的产物插入原核表达载体pET-32a（+）,构建原核表达质粒pET-PPRN,将其转化进BL21(DE3)感受态细胞中后用IPTG诱导表达, 收集菌液进行SDS-PAGE电泳和Western blot分析,结果表明小反刍兽疫病毒N基因在BL21(DE3) 成功表达。所表达融合蛋白的相对分子质量约为80 kD,并能被组氨酸单抗、PPRV标准阳性羊血清及PPRV疫苗免疫羊血清所识别。     

2个抗病相关基因与高油酸油菜病害关系分析

为快速筛选抗病性强的高油酸油菜品种,本研究以20个高油酸油菜品系为试验材料,调查不同材料的抗病情况,并通过RT-qPCR测定经miRNA测序筛选得到的与抗病相关基因HSP90和ATG3的表达情况,同时分析其与病情指数的关系。结果表明,20个高油酸油菜品系的发病率与病情指数呈线性正相关关系,且差异极显著;HSP90基因从苗期至花期表达量呈逐渐降低的趋势,角果期有先升高后降低和逐渐升高2种表达模式;ATG3基因从苗期至花期表达量也呈逐渐升高的趋势,角果期表达模式与HSP90基因相同。用HSP90基因在花期-叶中表达量≥1.5倍内参时进行抗病材料筛选,有95%的准确率;用ATG3基因在花期-叶中表达量≥1.8倍内参时进行抗病材料筛选,有80%的准确率,此外,也可用HSP90在花期-叶结合ATG3在五~六叶期-叶中表达情况进行预测,有80%的准确率。本研究结果为高油酸油菜抗病材料的早期筛选和油酸油菜育种提供了一定的理论依据。     

冀东野生大豆对草甘膦的耐性鉴定及耐性机制初步研究

为筛选耐草甘膦野生大豆种质并了解其耐性机制,本试验对采集于冀东地区的862份野生大豆进行了草甘膦的耐性鉴定。在草甘膦处理后,测定了高耐和敏感材料的莽草酸、丙二醛和叶绿素含量,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及草甘膦相关基因EPSPS表达量。结果显示,喷施草甘膦后,862份野生大豆材料中,药害等级在4级以上的材料占82.84%,3级占9.51%,2级占4.87%,1级占2.78%。筛选到高耐草甘膦的野生大豆材料Yong-33,其在1.125 kg a.i·hm^-2 草甘膦处理后植株存活率达到96.67%。经草甘膦处理后,与对照相比,高耐材料的叶绿素、丙二醛和莽草酸含量在检测的各时间点均无显著差异,敏感材料叶绿素含量显著降低,丙二醛和莽草酸含量显著升高;高耐材料POD、CAT和SOD活性以及EPSPS基因表达量均显著升高,而敏感材料酶活性及EPSPS基因表达量无显著差异。以上结果表明,野生大豆中存在高耐草甘膦的种质资源,在草甘膦处理后其植株内活性氧清除酶系活性升高,EPSPE基因上调表达,推测这是野生大豆对草甘膦耐性较好的原因。本研究筛选到的耐草甘膦野生大豆材料可为培育耐草甘膦栽培大豆新品种提供种质资源。     

谷子硫解酶基因家族鉴定及表达模式分析

硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用.为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统进化、基因结构、染色体位置、启动子、基因进化进行了分析;采用转录组测序进行了根、茎、叶、穗...     

番茄侧根原基发生相关基因RSI-1在烟草中功能的初步研究

为探讨番茄(Lycopersiconesculentumvar.cerasiforme)侧根原基发生相关基因RSI-1在形态发育过程中的作用及其在获得具超量侧根的转基因作物的应用前景,研究分析了RSI-1基因在烟草(Nicotianatabacum)中超量、反义抑制和RNA干扰表达后植株形态及转基因植株内侧根发生相关植物激素含量的变化特征。结果显示,RSI-1超量表达后,植株株高下降,叶片数和分支数有明显增加,而RSI-1反义抑制和RNA干扰表达后植株形态及赤霉素、生长素、脱落酸和玉米素及核苷的含量均没有发生显著变化。推测RSI-1的表达可以促进植物分枝的发生,但其在高等植物中的同源性可能较低,利用该基因定向改造弱根系作物时还需结合根特异启动子的应用。     

高羊茅FaGI基因在拟南芥中异源表达及蛋白互作分析

为探究高羊茅FaGI基因的生物学功能,本研究利用酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀探究与FaGI互作的蛋白;通过农杆菌介导法将过表达载体p1300-FaGI遗传转化拟南芥,获得转FaGI基因拟南芥株系,以拟南芥野生型Col-0、过表达FaGI基因株系和gi突变体为材料进行转录组学测序并观察其开花表型。结果表明,利用酵母双杂交方法筛选出与FaGI互作的FaCO蛋白,并通过双分子荧光互补和免疫共沉淀证明了FaGI和FaCO在体内和体外存在互作关系;过表达FaGI基因拟南芥植株的开花时间比野生型Col-0提前约1.24 d;将FaGI-OE、gi与野生型比对,分别筛选出1 963和92个差异表达基因（DEGs）,与野生型植株相比,过表达FaGI基因株系的差异基因富集在与生长发育、光周期途径、激素合成和信号传导、碳代谢等相关生物过程和代谢通路。综上,FaGI影响光周期途径相关基因的表达,在长日照条件下过表达FaGI基因促进了拟南芥开花,同时该基因的功能具有多样性与复杂性,可作为高羊茅调控分子育种的目标基因。本研究结果为揭示FaGI基因的功能及其调控网络奠定了基础。     

红掌AaMYB1基因的克隆、表达及异源转化研究

MYB类转录因子在植物观赏器官色彩形成中发挥关键作用。为了研究红掌中该类转录因子的种类、表达、作用机理等,本研究从红掌中获得了一个MYB转录因子的基因序列,通过反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)、生物信息学软件分析、荧光定量PCR检测、构建超表达载体并异源转化烟草等手段,对该转录因子进行了初步研究。结果表明,该转录因子编码基因包含完整编码区,共计912 bp,编码303个氨基酸残基,序列组成与其他物种同源体具有高度相似性;荧光定量分析显示,Aa MYB1在红掌不同组织部位都有表达,但在苞片中表达量最高;获得了12株阳性转化株,形态观察发现转化株营养器官花色素累积程度随基因表达不同而异,但可使所有转化株花器官颜色显著加深。本研究结果为进一步探究MYB转录因子在红掌中调控花色素合成等信息提供了有益参考。     

生长调节剂PCPA和2,4-D对番茄果实果糖激酶活性及基因表达的影响

研究了花期施用PCPA和2,4-D对发育过程中番茄果实糖含量、蔗糖代谢相关酶和果糖激酶活性及果糖激酶基因表达的影响。结果表明,随着番茄果实的发育,果糖激酶的活性及其基因表达均先上升后下降,成熟时达到最低,但FRK1基因表达量较高;果糖和葡萄糖含量呈递增的趋势,成熟时含量达到最高。PCPA和2,4-D处理后降低了成熟番茄...     

四价抗病虫除草剂RNAi植物表达载体构建与转化甘蔗研究

甘蔗是重要的能源作物和糖料作物,面临病虫害日益严重问题。由于甘蔗遗传背景非常复杂,且缺乏必要种质,难以通过杂交培育抗病虫、除草剂聚合品种。基因工程技术提供了新方法。本研究利用BLAST比对获得甘蔗花叶病毒ScMV-CP基因和黄叶病毒ScYLV-CP基因的保守序列作为干扰序列,通过设计内切酶位点、生物合成和连接,获得全长687 bp的两个保守序列融合片段（MYCP）。并将其正向和反向插入中间载体pHANNIBAL上,形成双价病毒干扰结构。再通过在pHANNIBAL上添加SmaⅠ内切酶位点,将双价病毒干扰结构表达框和Cry1AC基因表达框结合;利用NotⅠ酶切,回收双价病毒干扰结构和Cry1AC基因表达框片段,连接到添加Bar基因表达框的表达载体pART27-Z上,构建了抗病虫及除草剂四价植物表达载体（pART27-MYCP-Cry1AC）。采用基因枪法将构建好的四价植物表达载体转入甘蔗品种FN15的胚性愈伤组织中,通过PPT（草丁膦）筛选获得了抗性再生甘蔗植株,经过PCR、定量以及Bt蛋白试纸检测,获得同时整合四种目的基因并表达的四价转基因甘蔗植株,为培育多抗甘蔗新品种提供了材料。