芽孢杆菌几丁质酶基因的克隆、序列分析及其在伯克氏菌B418中的表达

采用PCR技术扩增到枯草芽孢杆菌几丁质酶基因的编码序列。片段共2227bp,含有一个具有1788个核苷酸的开放阅读框架,起始密码子位于211bp,终止密码子位于1998bp,共编码氨基酸605个。序列比较发现同已发表的枯草芽孢杆菌几丁质酶核苷酸具有99.39%的同源性。将该基因与大肠杆菌-伯克氏菌穿梭质粒pRK415连接,获得重组质粒pRChi113。重组质粒电击转入伯克氏菌B418中,获得工程菌株B418-9、B418-13。与野生菌株B418相比,平板拮抗试验表明,工程菌株B418-9、B418-13对大丽花轮枝孢、立枯丝核菌、麦根腐长蠕孢、禾谷丝核菌抑菌效果明显提高。     

绿色木霉几丁质酶基因Tvchi cDNA的克隆、原核表达与活性分析

 利用RT PCR方法从绿木霉ZBS 6中扩增了几丁质酶基因Tvchi,序列分析表明Tvchi 开放阅读框为1 293 bp,编码430个氨基酸残基,Blast 分析表明,与多种木霉18家族内切几丁质酶具有较高的同源性。将该基因克隆到原核表达载体pET 28a上,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,SDS PAGE和Western印迹分析表明成功的获得了47 kD 的融合蛋白。该融合蛋白经Ni NTA柱亲和纯化,获得了纯度较高的融合蛋白Tvchi。Tvchi最适酶活温度为37℃,最适酶活pH值为6.8。表达产物对小麦全蚀病、赤霉病、纹枯病病原菌显示出较好的抑菌活性。本研究结果将为进一步研究木霉几丁质酶的应用提供了基础。     

黏虫几丁质酶MsCHT7基因的克隆、表达及蜕皮激素的调控

几丁质酶是几丁质水解的关键酶,在昆虫生长发育中具有重要作用。本试验通过高通量转录组测序获得黏虫几丁质酶基因cDNA序列MsCHT7（GenBank登录号MG551526）。cDNA全长3360 bp,包含一个长度为2970 bp的开放阅读框,编码989个氨基酸,具有1个糖苷水解酶18家族高度保守序列,2个Glyco_18催化结构域和1个几丁质结合结构域ChtBD2。通过基因表达水平研究发现,黏虫MsCHT7基因在不同发育阶段和不同组织中均有表达,且具有差异性。预蛹期和表皮MsCHT7基因表达量最大,蛹期最后1 d和成虫表达量较高,且幼虫各龄期最后1 d表达量均高于第1 d表达量。20E（20-羟基蜕皮酮）处理幼虫后,不同时间点MsCHT7基因表达量存在显著差异,在1～24 h基因表达量随时间逐渐升高,24 h时最高,之后表达量迅速降低。4种不同浓度20E处理后,MsCHT7基因表达量存在一定差异,当浓度为10 μg/μL时,MsCHT7基因表达量最大。通过生物学观察发现,不同浓度20E处理后5龄幼虫蜕皮时间均提前。由于MsCHT7基因表达量受蜕皮激素调控,MsCHT7可能在黏虫蜕皮过程中发挥一定作用。     

稻瘟病菌一假定几丁质酶多克隆抗体的制备及其检测

 为检测几丁质酶的表达,制备稻瘟病菌的一假定几丁质酶多克隆抗体,探索其可能运用。将稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae) 几丁质酶基因克隆入融合表达载体pET\|32a,并在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行诱导表达。表达菌株经0.5 mmol/L IPTG诱导4～6 h后,用Ni²⁺\|NTA亲和柱纯化蛋白,得到可溶的几丁质酶\|His融合蛋白。以该融合蛋白免疫新西兰雄兔,制备多克隆抗体。ELISA分析表明该抗体效价达1∶204 800,特异性良好。用该抗体ELISA检测了稻瘟病菌4个不同田间菌株中,不同的菌株表达量不同。对稻瘟病菌侵染水稻3、5和7d后的病叶进行抗原Western验证,结果表明,稻瘟病菌不同的侵染时间其几丁质酶表达量有明显差异。 几丁质酶表达的差异是否与菌株间致病型等生物学和生理学差异有关,目前正在进一步研究。     

粉红聚端孢菌胞外几丁质酶纯化、特性及抗菌活性

 粉红聚端孢菌(Trichothecium roseum)在SMCS中恒温摇床(200 r/min,28℃)上培养12 d,诱导产生了大量的胞外几丁质酶。培养滤液经(NH₄)₂SO₄分级沉淀、DEAE-Sepharose FF阴离子交换柱层析和CM-Sepharose FF阳离子交换柱层析获得了SDS-PAGE纯的胞外几丁质酶,分子量约为39k Da。几丁质酶最适作用温度为40℃,最适pH范围为4.0~7.0。抗菌活性显示,纯酶对供试病原菌都有不同程度的抑菌作用,其中对棉花黄萎菌的抑制作用最强。     

美国白蛾几丁质脱乙酰酶1(HcCDA1)的克隆表达与酶活测定

利用RACE-PCR方法,扩增得到编码美国白蛾Hyphantria cunea Drury几丁质脱乙酰酶基因HcCDA1.将该基因分别在大肠杆菌BL21和毕赤酵母细胞Pichia pastoris GS 115表达.经诱导表达后,Western blot分析表明HcCDA1在大肠杆菌中成功表达61.8 kD的蛋白,符合预期大小;在毕赤酵母GS115中成功表达80 kD蛋白.酶活性试验显示酵母细胞中表达的重组蛋白酶活力为1.685 U/mL.本研究利用毕赤酵母成功表达具有酶活力的重组HcCDA1蛋白,为进一步明确该蛋白的生理功能提供条件.     

甜菜夜蛾SeCDA8的基因克隆、蛋白表达及几丁质结合活性分析

几丁质脱乙酰酶（chitin deacetylase,CDA）能催化几丁质脱乙酰化产生壳聚糖,在几丁质降解过程中发挥着重要作用。本研究通过分析甜菜夜蛾（Spodopteraexigua）转录组得到编码甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶的全长CDS序列,命名为SeCDA8(GenBank登录号为OL689577),其开放阅读框为1158 bp,编码385个氨基酸。NCBI Blast和系统进化分析表明其属于肠道特异CDA蛋白,与斜纹夜蛾CDA相似度最高。成功构建原核重组表达载体pET30a-SeCDA8,转化大肠杆菌,经超声破碎后在沉淀中表达45 kD的重组蛋白。重组Se CDA8蛋白的几丁质结合活性分析结果显示,Se CDA8蛋白与再生几丁质的结合活性较高于胶体几丁质,但均较弱。q RT-PCR分析显示,Se CDA8在前肠和中肠前部高表达,推测其可能与围食膜形成有关。通过探究甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶Se CDA8蛋白的几丁质结合活性和组织定位,为更加深入地探究第Ⅴ类CDA的生理功能提供了重要的理论依据。     

几丁质酶基因和β-1.3-葡聚糖酶基因的克隆及双价基因在枯草芽胞杆菌B-908中的表达

 本文综述了几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的研究历史及特点,几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的分子生物学方面研究进展,以及几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因在植病生防方面的应用概况。以几丁质酶产生菌粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和β-1,3-葡聚糖酶产生菌环状芽孢杆菌Bacillus circulans为供体菌株,提取其染色体DNA。经Sau3 Al部分酶切后,插入克隆质粒pUC19,分别建立了几丁质酶基因文库和β-1,3-葡聚糖酶基因文库。     

暗黑鳃金龟几丁质脱乙酰酶HpCDA5基因的细胞表达及活性分析

cDNA文库免疫筛选到编码暗黑鳃金龟幼虫几丁质脱乙酰酶HpCDA5基因,序列分析表明HpCDA5含有1个几丁质脱乙酰酶结构域,属于Group V类CDA蛋白。构建重组杆状病毒表达载体pFastBac-HpCDA5,转染昆虫细胞sf9,Western blot分析表明HpCDA5在昆虫细胞sf9中成功表达42 kDa的蛋白。利用qRT-PCR方法分析HpCDA5基因组织表达,结果显示HpCDA5基因在中肠中表达最高,为中肠特异表达蛋白。几丁质结合活性表明HpCDA5蛋白只能被强洗脱剂洗脱,具有很强的几丁质结合活性。本研究通过对暗黑鳃金龟几丁质脱乙酰酶HpCDA5的生化特性研究,为进一步明确HpCDA5的生理功能提供理论依据,并为以HpCDA5蛋白为靶标的暗黑鳃金龟生物防治提供支撑。     

具分泌几丁质酶活性的生防细菌的筛选鉴定及其几丁质酶基因的克隆和表达

 本研究通过平板透明圈法筛选获得一株具有几丁质酶活性的生防细菌CAB-1,该菌株对番茄灰霉病菌等多种病原真菌表现较强的拮抗活性。通过生理生化、16S rDNA和gyrB基因序列测定,将菌株CAB-1鉴定为萎缩芽胞杆菌（Bacillus atrophaeus）。对菌株CAB-1全基因组序列进行分析和功能预测,发现该菌株存在2个几丁质酶编码基因chit1和chit2。通过PCR技术从菌株CAB-1中克隆出这两个几丁质酶的编码基因并在大肠杆菌中表达,其原核表达产物均表现几丁质酶活性,其中chit1的原核表达产物能够显著抑制灰霉菌分生孢子的萌发。对其原核表达条件进行优化,发现在30℃下振荡培养24 h,IPTG浓度为0.2~1.0 mmol/L时,其蛋白表达量最高。     

球孢白僵菌SJ-05几丁质酶基因的克隆与序列分析

几丁质酶在昆虫真菌侵染寄主过程中起着重要的作用。本文对采自内蒙古准格尔旗沙棘木蠹蛾的球孢白僵菌菌株SJ-05进行了几丁质酶的基因分析,从中克隆了几丁质酶Bbchit基因,得到了重组质粒pMD19-T/chit。测序结果表明,Bbchit基因核苷酸序列阅读框架全长为1047 bp,编码348个氨基酸,推测分子量为36.924 ku,等电点为5.94。氨基酸序列比对结果表明,与球孢白僵菌Bb0062菌株（AAN41259.1）的氨基酸序列相似性最高,为99.71%。     

大丽轮枝菌外切葡聚糖酶VdCBH1在毕赤酵母中的表达与酶活分析

 为了探究大丽轮枝菌外切葡聚糖酶VdCBH1(exoglucanase)的酶活与催化机理,本研究在生物信息学分析的基础上,以大丽轮枝菌V991菌株为材料克隆了VdCBH1基因,进一步构建了pPIC9-VdCBH1重组质粒并转入毕赤酵母中进行表达,测定了重组VdCBH1蛋白的外切葡聚糖酶活性;将预测的VdCBH1催化残基位点进行突变,随后通过SDS-PAGE分析了重组VdCBH1蛋白及其催化残基位点突变蛋白的表达情况,并检测了VdCBH1催化残基位点突变前后的酶活变化。结果表明,VdCBH1基因编码区全长1 356 bp,编码451个氨基酸,蛋白理论分子量大小为48.574 kDa,理论等电点为4.29,N端前17个氨基酸为信号肽序列。保守结构域和进化树分析表明,VdCBH1蛋白含有GH7_CBH_EG保守结构域,该结构域是糖基水解酶7家族(Glycosyl hydrolase family 7,GH7)所特有的,与尖端赛多孢子菌(Scedosporium apiospermum)的外切葡聚糖酶蛋白亲缘关系最近。重组VdCBH1蛋白具有典型的外切葡聚糖酶活性,而Glu233催化残基单突变与Glu228、Asp230和Glu233催化残基三突变蛋白的酶活明显下降。这表明催化残基Glu233在外切葡聚糖酶活性中发挥更为重要的作用,Glu228、Asp230则可能在其中起协同作用。本研究为进一步揭示VdCBH1蛋白的催化机制奠定了理论基础。     

马铃薯Y病毒N株系HC-Pro基因在毕赤酵母中分泌表达与鉴定

 以克隆载体pGEMT-PVY-NHC为模板,用PCR方法获得HC-Pro基因,构建表达载体pPIC9K-HC,将重组质粒经Sal I单酶切后电转化Pachia pichia GS115菌株,筛选出对G418有高抗性和在MM培养基上生长缓慢的转化子。经摇瓶发酵和1%甲醇诱导后,SDS-PAGE检测发酵液上清,在66 kD处有1个特异条带表达,目的条带蛋白占上清液总蛋白的40%。Western blot鉴定表明,表达蛋白可以和HC抗体发生结合反应。     

拟康宁木霉T 51几丁质酶活性及内切几丁质酶基因克隆与分析

木霉是一类重要的生防真菌,木霉产生的几丁质酶在其生物防治的重寄生过程中起着重要作用。拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis T-51是一株对番茄灰霉病有生防潜力的木霉菌株,本文测定了T-51菌株产生几丁质酶的活性,结果表明T-51在PDB中液体培养以及与灰霉病菌在PDA上对峙培养时产生的几丁质酶活性显著受到灰霉病菌的诱导。采用RACE技术首次克隆了拟康宁木霉T-51中一个几丁质酶基因Tkchit42,全长为1 817bp,包含4个外显子和3个内含子。预测该基因有一个1 275bp的开放阅读框,编码424个氨基酸,预测的蛋白总分子量为46.378kDa,预测的等电点(pI)为5.16,与T.koningii中42kDa内切几丁质酶的氨基酸序列相似性达到99%。     

小麦诱导抗性基因TaWIR1b的克隆及表达分析

全蚀病是小麦上一种重要的土传病害。选育和种植抗病品种是防治小麦全蚀病的根本途径,抗病基因研究是抗病育种的基础性工作。根据基因TaWIR1b(Accession no.M94959.1)的全长序列设计引物扩增‘新农19’的cDNA,获得了完整ORF,编码85个氨基酸残基,比对后发现与TaWIR1b序列同源性达100%。根据获得的TaWIR1b基因全长序列设计定量引物,分析TaWIR1b在全蚀菌胁迫条件下不同互作模式的表达特征。结果表明接种全蚀病菌后抗病小麦品种‘新农19’中TaWIR1b基因被诱导表达,接菌后3d达到峰值143.97,感病品种‘新麦19’中峰值出现在接菌后8d,表达量仅为对照的4.22倍,提示该基因可能参与小麦对全蚀病的抗病过程。     

二点螟几丁质酶1基因CiChi1的克隆和功能分析

为明确几丁质酶1(chitinase 1,Chi1)编码基因在二点螟Chilo infuscatellus中的潜在功能，对Chi1基因进行全长序列克隆和生物信息学分析，使用实时荧光定量PCR技术检测该基因的时空表达模式，利用RNA干扰技术探究其在二点螟生长发育方面的功能。结果表明，二化螟Chi1基因序列全长为1 788 bp，开放阅读框为1 653 bp，编码550个氨基酸，并命名为CiChi1;CiChi1基因在二点螟不同发育阶段及不同组织中均有表达，其中在成虫期的相对表达量最高，在6龄幼虫期的相对表达量次之，且在6龄幼虫表皮中的相对表达量最高；在RNA干扰试验中，注射ds CiChi1的二点螟3龄幼虫试验组在第14天的最终死亡率为62.0%，显著高于注射ds EGFP的阴性对照组（27.8%）和注射蒸馏水的空白对照组（33.9%）；此时试验组的平均虫重为0.024 g，显著低于阴性对照组（0.039 g）和空白对照组（0.040 g），且试验组试虫还伴随有外表皮急剧变黑、消解软化的致死表型；实时荧光定量PCR检测结果表明，试验组试虫体内CiChi1基因表达量较阴性对照组和空白对照组...     

寄生于南方根结线虫卵的长梗木霉几丁质酶基因TlChi46的克隆

为进一步筛选高效寄生线虫真菌和阐明其寄生线虫卵的机理,本研究从湖北省烟草南方根结线虫雌虫分离到1株具高效生防潜力的菌株HBF1。形态学、rDNA-ITS和翻译延长因子tef1-α序列分析鉴定该菌为长梗木霉菌Trichoderma longibrachiatum,其对南方根结线虫卵第10 d寄生率为80.45%。通过简并引物设计和RACE技术克隆其几丁质酶基因,分析该基因序列及与其他几丁质酶的同源性。该菌是1株可以产生几丁质酶的南方根结线虫卵寄生真菌,第10 d几丁质酶的活性达到高峰,为24.88μmol/h/mL。本研究首次从长梗木霉HBF1菌株中克隆到1个几丁质酶基因TlChi46,该基因DNA全长1 793 bp,含3个内含子和1个1 272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸,理论分子量45.9 kDa,等电点5.23。同源性比对表明和昆虫寄生菌几丁质酶的亲缘关系较远。从长梗木霉HBF1中克隆得到的几丁质酶基因编码的几丁质酶的功能域可供进一步研究,高效产几丁质酶并有效寄生南方根结线虫卵的长梗木霉对南方根结线虫具有良好的生防潜力。     

马铃薯疮痂病菌致病相关基因的克隆及表达

 A pathogenic-related gene nec1 was cloned in Streptomyces scabies CPS-1, potato scab strain. Analysis results showed that the length of open reading frame(ORF) for nec1 gene was 666 bp, and the GC content was 54.2%. Sequence alignment indicated that a 650 bp up-stream sequence shared 91% similarity with IS 256 family transposase nucleotide sequences by BLASTn searches against GenBank. The segments obtained by PCR amplification were digested by enzymes SphⅠand SacⅠ, and linked to the expression vector pIJ702. The recombinants were transformed into nonpathogenicity strain Streptomyces lividans 66 TK24. Bioas-say results suggested that the transformants possessed the same symptoms as pathogenic strain on potato tuber slices and radish seedlings, which implied that nec1 gene was associated with the pathogenicity of S. scabies CPS-1.