产酶溶杆菌OH11双精氨酸转运系统关键基因tatC的功能分析

本研究采用同源重组的方法对产酶溶杆菌Lysobacterenzymogenes OH11中双精氨酸转运系统关键基因tatC进行缺失突变,通过对突变体表型及表型相关基因表达分析来研究该基因在菌株OH11中的功能,重点分析该基因与产酶溶杆菌中热稳定抗真菌因子HSAF生物合成的关系。研究结果表明,基因tatC的突变显著提高了HSAF生物合成的产量,以及HSAF生物合成的关键基因pks／nrps转录水平;改变了菌株OHll的细胞形态,使细胞从棍棒状变为椭圆状;并降低了菌株OH11生物膜的形成和滑动能力以及在营养缺陷型（10％TSB）培养基中的生长速率,但不改变其在营养丰富培养基（100％TSB）中的生长速率。此外,与野生型OH11相比,基因tatC突变株不改变其蛋白酶、纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的产生水平以及其对瓜果腐霉Pythiumapanidermamm、立枯丝核菌Rhizoctoniasolani和禾谷镰刀菌Fusariumgraminearum的拮抗能力。     

产酶溶杆菌OH11菌株α-水解蛋白酶基因的克隆与表达

α-水解蛋白酶是产酶溶杆菌OH11菌株分泌的一种胞外丝氨酸蛋白酶。利用PCR方法从OH11菌株中克隆到该基因。同源性比较其推测产物与产酶溶杆菌ATCC29478菌株和ATCC29487菌株的α-水解蛋白酶有90%以上的序列一致性。基因经NdeⅠ和XhoⅠ双酶切后连接到含T7启动子的高表达载体pET30a( )上构建重组质粒pαLP,并转化宿主菌BL21(DE3)获得BLαLP表达菌株。经IPTG诱导后发现BLαLP菌株产生一相对分子量约为44kD的蛋白。研究表明,该蛋白能将蛋白质水解,在脱脂奶粉培养基上形成水解圈,并对立枯丝核菌菌丝的生长有抑制作用。     

产酶溶杆菌OH11菌株摇瓶发酵条件研究

采用单因素试验法研究了温度和转速等因子对产酶溶杆菌OH11液体发酵的影响.结果表明温度以30℃为宜,转速以210r/min为宜.通过正交试验在摇瓶中以LB为基础培养基对发酵培养基进行了优化.优化后的培养基中活菌数在48h时可达到4.5×109cfh/ml,明显高于原基础培养基的结果;通过正交试验对其他发酵条件的优化结果表明,装液量40ml/250ml、发酵时间72h、接种量108cfu/ml和初始pH值7.5为最适条件.     

产酶溶杆菌OH11中LysR和GntR家族基因的功能分析

产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes OH11可以通过蹭行运动(Twitching motility)接近并附着在病原真菌和卵菌上,进而分泌各种胞外酶和次级代谢产物抑制病原菌的生长,其中热稳定抗真菌因子(heat-stable antifungal factor,HSAF)是一种新型的抗真菌代谢物,具...     

粪产碱杆菌ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性

为明确粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性,采用丙酮沉淀、超声波破碎和高速离心等方法,提取制备了ZWS11菌株的胞外和胞内粗酶液以及菌体碎片悬浮液,并分别测定了其酶活力。结果表明:当V（菌体发酵液）:V（丙酮）=1:3时提取到的胞外粗酶液具有较高的酶活力;胞外粗酶液、胞内粗酶液和菌体碎片悬浮液对24.9 μmol/L烟嘧磺隆的平均降解率分别为87.4%、16.9%和17.4%,胞外粗酶液的降解能力与胞内粗酶液或菌体碎片悬浮液相比差异显著（P<0.05）,由此确定对烟嘧磺隆起降解作用的酶属于胞外酶。最适降解条件研究表明:该降解酶的酶促反应适宜温度为35℃,较适pH值为6.0,反应时间为30 min,在此条件下其对烟嘧磺隆的降解率在80%以上。此外,该降解酶在35～70℃、pH值4.0～9.0范围内均能够保持较高的酶活力,对烟嘧磺隆的降解率均在60%以上,表明该降解酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性。加入不同浓度十二烷基硫酸钠（SDS）和苯甲基磺酰氟（PMSF）,对该降解酶的活力表现出了不同程度的抑制作用。研究结果可为烟嘧磺隆降解酶制剂的规模化生产及被烟嘧磺隆污染土壤的生物修复提供科学依据。     

滞育七星瓢虫酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因的克隆及表达分析

去饱和酶（Fatty acid desaturase,FAD）是生物体不饱和脂肪酸合成中的关键酶,酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因是其中重要的一种。本试验基于七星瓢虫Coccinella septempunctata L.转录组数据,利用RT-PCR和RACE技术从滞育七星瓢虫中克隆得到酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因全长,并命名为CsFadΔ11（GenBank登录号：MF458996）,该基因全长1447 bp,开放阅读框（ORF）1095 bp,编码364个氨基酸,预测蛋白质分子量为42.99 kD,等电点（pI）为8.87,无信号肽。氨基酸序列分析结果表明,CsFadΔ11有3个组氨酸富集区和6个跨膜结构域,与膜翅目的内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术研究其时间表达模式,发现CsFadΔ11基因在七星瓢虫初羽化、滞育诱导10 d、滞育诱导20 d、滞育初期、滞育后期、滞育解除期以及正常发育状态下均有所表达,且在滞育早期表达量最高,其次是在滞育解除个体中。其整体表达趋势与相应时期脂积累变化情况基本相符,推测CsFadΔ11基因参与七星瓢虫脂积累调控,并进一步影响七星瓢虫滞育。     

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。     

二化螟dsRNA降解酶基因的克隆与表达分析

为解析二化螟Chilo suppressalis体内参与降解双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)的关键核酸酶的功能,克隆二化螟不同的非专一性核酸酶（non-specific nuclease,NUC）基因,并对这些基因进行生物信息学分析和组织定量表达分析,同时对dsRNA降解酶（dsRNA degrading nuclease,dsRNase）活力的组织分布进行研究。结果显示,共克隆获得5个NUC基因,其中有4个编码dsRNase亚家族基因（CsdsRNase1～CsdsRNase4）和1个编码Endonuclease G亚家族基因（CsEndoG）。5个NUC基因的开放阅读框核苷酸序列长度范围为828～1 338 bp,编码275～445个氨基酸残基,其分子量大小为31.68～49.57 kD,预测等电点为5.48～9.42。CsdsRNase1和CsdsRNase2含有信号肽序列,两者相似度极高,且与家蚕Bombyx mori和斜纹夜蛾Spodoptera litura中具有dsRNA降解酶活力的dsRNase同源聚类;CsdsRNase1和CsdsRN...     

金龟子绿僵菌fluG基因的敲除及对产孢的影响

丝状真菌的fluG基因参与调控分生孢子的生成,然而在昆虫病原真菌金龟子绿僵菌中fluG的作用鲜有研究报道。本研究利用DNA同源重组方法,构建敲除fluG的金龟子绿僵菌突变株,分析突变株的产孢特性。以苯菌灵抗性基因ben作为筛选标记,fluG基因侧翼序列作为同源臂,构建了打靶载体pDHt/sk-fluG-Ben。利用PEG介导将打靶载体转化金龟子绿僵菌的原生质体,获得了苯菌灵抗性转化子。根据靶基因和标记基因检验,确定获得了敲除fluG的金龟子绿僵菌突变株。表型分析显示,fluG突变株继代培养5代仍保持苯菌灵抗性,菌落呈疏松毛絮状,生长相较野生型明显缓慢,不能或者仅能产生极少量分生孢子。说明fluG基因的敲除影响了菌株生长发育,并阻止了分生孢子形成,是金龟子绿僵菌产孢调节的重要基因。本研究为阐述金龟子绿僵菌产孢调控机制提供依据。     

桃蚜电压门控钠离子通道基因cDNA克隆及其生物信息学分析

克隆获得桃蚜电压门控钠离子通道基因cDNA序列,明确钠离子通道的典型特征,为研究桃蚜抗性分子机理奠定基础。采用实验技术主要有RT-PCR和PCR,克隆桃蚜钠离子通道基因cDNA序列,利用相关软件对其序列进行生物信息学分析。克隆得到两段cDNA序列MpNa_v-1（NCBI登录号：MN124170）和MpNa_v-2（NCBI登录号：MN176136）。MpNa_v-1长度为2945 bp,包括2877 bp的完整开放阅读框,共编码958个氨基酸;MpNa_v-2长度为3546 bp,包括3486 bp的完整开放阅读框,共编码1161个氨基酸。MpNa_v-1和MpNa_v-2共同组成桃蚜的钠离子通道α亚基,MpNa_v-1包含同源结构域Ⅰ和同源结构域Ⅱ,MpNa_v-2包含同源结构域Ⅲ和同源结构域Ⅳ。同源比对发现,桃蚜与豌豆蚜和高粱蚜钠离子通道基因相似度分别高达97.67%和97.65%,所克隆序列包含昆虫钠离子通道α亚基典型特征,具有MFM模块,并含有蚜虫类钠通道特有模块DENS。成功地克隆桃蚜钠离子通道基因,为阐明其对拟除虫菊酯类药剂产生靶标抗性的分子机制奠定基础。     

青枯雷尔氏菌温度相关致病基因yqhE功能研究

不同温度下青枯雷尔氏菌表达谱PPI网络分析发现,yqhE可能是青枯雷尔氏菌新的温度相关致病基因。克隆青枯雷尔氏菌CBM613的yqh E基因,结果发现该基因长度为831 bp,共编码276个氨基酸。基因敲除结果显示,28℃培养的yqhE突变株较野生型菌株致病力降低,病程延长,但并未彻底丧失致病力。20℃和28℃培养的yqh E突变株维生素C的生物合成皆被抑制;与28℃相比,20℃培养下野生型菌株维生素C的合成能力降低。突变株在20℃和28℃培养下甲基乙二醛（MG）和丙二醛（MDA）明显积累,其中20℃积累更多;20℃培养的野生型菌株MG和MDA比28℃积累更多。维生素C的生物合成被抑制导致青枯雷尔氏菌自由基清除能力减弱与氧化应激反应增强,MG和MDA积累产生细胞毒性,上述结果可能与28℃培养的突变株致病力减弱,20℃培养的野生型菌株致病力丧失有关。综上结果表明yqhE是青枯雷尔氏菌温度相关致病基因。     

异色瓢虫乳酸脱氢酶基因的克隆与序列分析

乳酸脱氢酶（1acticdehydrogenase,LDH）是糖酵解途径的终止酶,在整个昆虫的发育阶段长期存在。本试验采用同源克隆和锚定PCR技术,从异色瓢虫Harmoniaaxyridis中克隆到HaxLDH基因的cDNA全序列（GenBank登录号HM362898）,全长1336bp,包含214bp的3’非编码区域和123bp的5,非编码区域,可读框长999bp,编码332个氨基酸。通过软件分析,预测该基因编码蛋白的分子量为36．2kD,理论等电点为8．62;包含1个糖基化位点,无信号肽序列和跨膜结构。同源比对不同昆虫的LDH基因cDNA序列,发现HaxLDH拥有8个非常保守的结构域：DLQHG、TAGV／ARQK／RE／DGES／TRL、LVQRN、GSGTNLD、SCHGW／YI／VI／VGEHGD、VWSG／AVNV／IAGV、AYEV／IIK／RLKGYTS／NWAI／VGLS和LSLP。HaxLDH与赤拟谷盗Triboliumcastaneum的LDH同源性最高,达67％;系统发育分析也表明二者亲缘关系较近。本研究为探讨LDH在昆虫发育和逆境中的作用奠定了基础。     

球孢白僵菌体壁蛋白水解酶基因BbCDEP的克隆与分析

从玉米螟虫生真菌球孢白僵菌中分离到体壁蛋白水解酶基因片段BbCDEP,长度为1760bp,包含有3个内含子区段,分别位于331～405,586～646,1157～1223bp的位置,该基因编码了一个由377个氨基酸组成的蛋白,与蛋白数据库中同源蛋白AAL5578.1和AAK70804.1的最高同源性分别为98.9%和98.7%,为研究该基因在致病过程中的分子机理提供理论依据。     

麦长管蚜电压门控钠离子通道基因克隆及序列分析

克隆获得麦长管蚜电压门控钠离子通道基因cDNA序列,明确其典型特征,为研究麦长管蚜抗性分子机理奠定基础。采用RT-PCR技术,克隆麦长管蚜钠离子通道基因cDNA序列,利用DNASTAR Lasergene 7.10软件对其序列进行分析。克隆得到两条cDNA序列SaNa_v1和SaNa_v2（GenBank登录号分别为MN176137和MN161584）,SaNa_v1序列长3423 bp,共编码1141个氨基酸;SaNa_v2序列长2874 bp,共编码958个氨基酸。同源比对发现,SaNav1与禾谷缢管蚜和桃蚜的第一部分钠离子通道基因相似度分别高达97.81%和97.91%;SaNav2与禾谷缢管蚜和桃蚜的第二部分钠离子通道基因相似性高达97.90%和96.43%。所克隆序列包含4个同源结构域,每个结构域6个跨膜片段（S1～S6）,存在钠通道选择性关键残基“DENS”。本文成功克隆了麦长管蚜中钠离子通道基因,为麦长管蚜钠离子通道抗性机制的研究提供依据。     

链霉菌769胆固醇氧化酶基因克隆、表达及生物学活性分析

胆固醇氧化酶(cholesterol oxidase,EC 1.1.3.6)是胆固醇降解代谢过程中的关键酶,在食品开发、医疗保健、临床检测、生物农药等方面具有广泛的应用价值。通过PCR方法从链霉菌Streptomyces ahygroscopicus 769的基因组中扩增得到769_ChOA基因(GenBank accession No. KF290994)。该基因全长为1578 bp,编码一个由525 aa组成的蛋白质,蛋白理论分子量为57 kDa,等电点为6.29。769_ChOA与来源于S. natalensis的胆固醇氧化酶基因的同源性为91%。构建了硫氧还蛋白－769_ChOA融合的表达载体pET32a::769_ChOA,以Escherichia coli Origami B(DE3)为表达宿主,获得了能可溶性表达的胆固醇氧化酶重组菌。经Ni亲和层析纯化得到的酶蛋白比活力为5.90 U/mg。酶学性质分析表明,该酶对胆固醇的催化活性最高,对测定的7种胆固醇类似物也都具有一定的催化能力。酶的最适温度和pH范围为20～40 ℃和pH 6.0～8.5,其活性均高于80%,且在30 ℃和pH 7.0时表现出最大的活性,酶活分别达到6.83和6.44 U/mg。酶在低于40 ℃和弱碱性条件下具有很好的稳定性。该酶对鳞翅目害虫亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)和水稻二化螟Chilo suppressalis(Walker)幼虫具有很强的杀虫活性,半致死浓度分别为27.4和17.1 mg/mL。     

褐飞虱clip丝氨酸蛋白酶基因NlCSP4的克隆及功能分析

Clip丝氨酸蛋白酶（clip-domainserineprotease,CSP）是广泛存在于昆虫体内的一类结构保守、功能多样的蛋白质水解酶类,在昆虫生长、发育和免疫等诸多生理过程中发挥重要功能。本研究克隆并鉴定获得一个褐飞虱CSP编码基因NlCSP4(GenBank登录号：OK018340）,其cDNA序列全长1911bp,编码636个氨基酸,预测蛋白质分子量为69.29kD,等电点为9.02。NlCSP4蛋白N端包含一段由25个氨基酸残基组成的信号肽和一段由44个氨基酸残基组成的clip结构域,C端具有CSP蛋白家族典型的Tryp＿SPc结构域,且其中包含特异性保守的His-Asp-Ser催化中心三元件。系统发育分析表明NlCSP4与其他同属半翅目昆虫的CSP在NJ进化树上聚为一支,而与鳞翅目昆虫CSP亲缘关系较远。qRT-PCR分析显示,NlCSP4基因表达具有明显的时空特异性,其在雌成虫中的表达量最高,且高龄若虫期（4龄和5龄）表达量显著高于卵期和1～3龄若虫期;NlCSP4基因在褐飞虱雌成虫脂肪体、肠道和卵巢中均有表达,且在脂肪体中表达量最高;金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性细菌）...