黄色链霉菌TRM45540遗传转化系统的构建

黄色链霉菌(Streptomyces luteus)TRM45540是分离自新疆罗布泊土壤的高产放线菌素D的链霉菌新物种,为了深入挖掘其基因功能和代谢活性,需要建立该菌株的遗传转化系统.本研究以整合型载体pSET152和自杀型载体pKC1139为出发质粒,ET12567(pUZ8002)为供体菌,TRM45540为受体...     

羽毛降解杆状链霉菌S-28遗传转化系统的建立与优化

【目的】建立羽毛降解杆状链霉菌(Streptomyces bacillaris)S-28的遗传转化系统,并对其进行优化,为该菌株的遗传改造奠定基础。【方法】以大肠杆菌-链霉菌穿梭整合型质粒pSET152为出发质粒,大肠杆菌(Escherichia coli)S17-1/pSET152为供体,羽毛降解杆状链霉菌S-28孢子为受体进行接合转移试验,并对影响接合效率的培养基种类、MgCl_2浓度、热激温度、预萌发时间、供受体比例和接合转移时间等要素进行优化。【结果】确定筛选羽毛降解杆状链霉菌S-28菌株接合转化子的抗生素为安普霉素≥10μg/mL或卡那霉素≥20μg/mL;成功将pSET152转入到杆状链霉菌S-28中。优化的S-28菌株接合转移条件为:以MS为接合转移最适培养基,MgCl_2浓度为10mmol/L,孢子萌发条件为40℃热激10min且不进行预萌发处理,供受体比例为10∶1,接合转移时间18~20h,此条件下接合转化效率最高达到10-4。【结论】建立并优化了羽毛降解杆状链霉菌S-28的遗传转化系统,接合转化效率最高可达到10~(-4)。     

生存胁迫法分离那拉提土壤拮抗放线菌及活性产物

【目的】通过"生存胁迫法"分离拮抗活性放线菌,为提供潜在抗菌活性菌株奠定基础。【方法】将7株病原菌与那拉提土壤共孵育30天后,采用"生存胁迫法"和"96孔板法"分离新疆那拉提土壤活性放线菌,结合HPLC法分析拮抗菌株次生代谢能力。【结果】最终分离获得29株放线菌中26株具有活性,拮抗活性放线菌比例高达89. 7%。对同时具有三种指示菌抑制活性的链霉菌——TRM70003进行次生代谢产物挖掘,成功获得了放线菌素D和星形孢菌素。【结论】本研究表明,"生存胁迫法"和96孔板相结合是分离获得产抗能力较强放线菌的有效方法。     

放线菌素X2高产菌株的抗药性致死突变标志的诱变筛选研究

链霉菌702菌株所产抗细菌活性物质为放线菌素X2,为了提高其发酵单位,试验采用了林可霉素对放线菌素X2产生菌———链霉菌702孢子致死标志的UV诱变筛选。试验结果表明,紫外作用20 s时链霉菌702林可霉素致死标志的突变率高达20.77%,抗药性突变菌株与产放线菌素X2高产菌株的正突变率达25%,效价提高20%以上达10%,从突变菌株中摇瓶筛选到42-3473菌株,摇瓶发酵生物效价达2 062μg/mL,比初始菌株生物效价提高了70%。     

生防链霉菌gCLA4遗传转化体系的建立与优化

【目的】建立生防菌淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendularectus)gCLA4的遗传转化体系,为定向改造基因、提高基因表达水平及其生防分子机制研究奠定基础。【方法】以具有安普霉素(Apramycin)抗性基因标记的整合型质粒pSET152为出发质粒,Escherichia coli ET12567(pUZ8002,pSET152)为供体,淡紫灰链霉菌gCLA4为受体进行接合转移试验,并对影响接合效率的培养基、热激温度、接合转移时间和筛选转化子培养基等因素进行优化。【结果】成功地将质粒pSET152转入到了生防链霉菌gCLA4中,明确了可用于筛选链霉菌gCLA4转化子的抗生素为安普霉素或四环素;链霉菌gCLA4孢子50℃热激时转化效率较高,接合效率在16,18,20h下没有明显差异,MS培养基作为接合转移培养基时转化效率最高,接合产物涂布到高氏一号抗性培养基上进行阳性转化子筛选的效果最好。【结论】建立了生防链霉菌gCLA4的遗传转化优化体系。     

灰红链霉菌AL7基因组文库及异源表达文库的构建

灰红链霉菌AL7对多种植物病原真菌和细菌都具有明显的抑菌活性。本研究在通用的大肠杆菌克隆宿主基础上,构建获得Dcm甲基化缺陷菌株,再引入接合转移辅助质粒pUZ8002得到菌株LP3。以LP3为宿主构建灰红链霉菌AL7的基因组粘粒文库,平均插入片段大小40kb。用高通量接合转移的方法将文库转到变铅青链霉菌TK24中,得到了异源表达文库,并从表达文库中初筛获得一些表型特异的克隆,如光秃表型、产素提前表型、产孢提前表型等。     

大肠杆菌乙酰-CoA羧化酶基因异源表达对变铅青链霉菌次级代谢的影响

克隆组装了大肠杆菌的乙酰-CoA羧化酶基因acc,以研究其异源表达对变铅青链霉菌中2种“沉默”抗生素放线紫红素和十一烷基灵菌红素合成的影响。大肠杆菌ACC由4个基因编码,通过PCR扩增4个基因,并通过重叠延伸PCR加上ermE启动子,构建得到4个重组基因;再将重组基因依次组装得到异源表达质粒pHLZ11,接合转移到变铅青链霉菌中进行异源表达。结果显示：含有异源表达质粒的变铅青链霉菌接合转移子能合成放线紫红素而十一烷基灵菌红素产量提高。表明大肠杆菌acc基因异源表达能够激活变铅青链霉菌沉默抗生素的合成,并提高已有抗生素产量。     

嗜线虫致病杆菌YL001 cpxR基因敲除突变株的构建及其抑菌活性研究

【目的】通过同源重组技术敲除嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila)YL001中cpxR基因,为进一步研究CpxR调节子调控抗菌物质产生的机理奠定基础。【方法】通过融合PCR技术,将cpxR基因的上、下游同源片段及质粒pJCV53上的卡那抗性基因Kmr 3个片段连接,克隆到自杀载体pDM4中,将重组质粒转化到大肠杆菌S17-1λpir中,经接合转移导入嗜线虫致病杆菌内,通过同源重组敲除cpxR基因;采用琼脂扩散法和抑制菌丝生长速率法分别测定突变菌株对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑制作用。【结果】从X.nematophila YL001基因组中成功敲除cpxR基因,得到了ΔcpxR突变菌株;ΔcpxR突变菌株对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑制作用较野生菌株分别提高了1.4和1.7倍。【结论】CpxR负向调控嗜线虫致病杆菌YL001抗菌物质的产生。     

固氮链霉菌Streptomyces chartreusi WZS021接合转移系统的建立及优化

[目的]建立和优化固氮链霉菌Streptomyceschartreusi WZS021(简称菌株WZS021,下同)的接合转移体系,以丰富固氮链霉菌基因片段转移技术.[方法]以大肠杆菌Escherichiacoli ET12567(pUZ8002)为供体菌,携带整合型质粒pSET152的菌株WZS021为受体菌,进行菌株WZS021接合转移.[结果]选择高氏一号培养基为菌株WZS021接合转移培养基,50℃热激10 min,供受比为1:10,涂布20.0 mg/L安普霉素、接合转移12 h后覆盖抗生素,添加MgCl2终浓度为5.0 mmol/L时接合转移效率最高,达3.24×10-6.[结论]通过确定适用于菌株WZS021接合转移条件建立的菌株WZS021遗传转化体系,有助于今后插入标记基因确定该菌的固氮定殖位点及导入外源基因的操作.     

接合转移技术将外源DNA大片段引入变铅青链霉菌中的研究

为了发展一种将150 kb及以上的外源DNA片段引入变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中的有效方法,以大肠杆菌-变铅青链霉菌穿梭细菌人工染色体为载体,将携带完整格尔德霉素生物合成基因簇的3个150~180 kb的外源DNA片段期望以接合转移的方式从大肠杆菌宿主菌(Escherichia coli ET12567/p UZ8002)中横向转移入变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)TK23菌株中。结果表明,接合转移技术能够有效地将携带完整格尔德霉素生物合成基因簇的3个外源DNA大片段引入到变铅青链霉菌基因组中并稳定传代。     

两株根肿病生防放线菌的鉴定及其防病效果

 ：【目的】鉴定从白菜根际土壤及红豆树根部分离得到的抑制根肿病菌休眠孢子萌发的生防菌株A316和A10,并探明其防病潜能,对根肿病进行有效的生物防治。【方法】根据菌株A316和A10的形态与培养特征、生理生化特性、16S rDNA序列对其进行鉴定;评价菌株A316和A10在室内盆栽及大田小区试验中对白菜根肿病的防治效果。【结果】菌株A316与链霉菌中的灰红链霉菌（Streptomyces griseoruber） NBRC 12873亲缘关系最近,同源性达99.9%,且形态与培养特征、生理生化特性与灰红链霉菌相符。菌株A10与GenBank数据库中多个相似性序列的亲缘关系都较近,鉴于其形态与培养特征、生理生化特性,只能归于链霉菌中的灰褐类群。菌株A316、A10对白菜根肿病的室内盆栽防效分别为72.8%、67.2%,而大田小区试验中防效依次达68.5%、56.7%,且可分别使白菜单位面积产量增加96.1%、64.9%。【结论】菌株A316鉴定为灰红链霉菌;菌株A10归于链霉菌中的灰褐类群（S. sp.）。菌株A316和A10对芸苔根肿菌显示出极好的生防潜能,A316的防效好于A10。     

缬草内生菌和根际放线菌的分离及安莎类抗生素的筛选

【目的】分离缬草内生菌及根际放线菌,筛选其中含安莎霉素类抗生素生物合成基因的菌株,挖掘其活性次级代谢产物资源。【方法】从缬草根、茎、叶及根际土壤中分离内生菌和根际放线菌,检测其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、核桃溃疡病菌、苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、棉花枯萎病菌的抑菌效果。设计2种简并引物,用PCR方法从抑菌效果较好的菌株中筛选含安莎霉素类抗生素基因(AHBA)的菌株。分析目标菌株的最佳发酵培养基和最适发酵时长,对发酵分离物进行HPLC和质谱分析,检测其可能的次级代谢产物。【结果】试验共分离到145株菌,其中内生菌27株,占总菌株数的18.6%,根际放线菌118株,占总菌株数的81.4%;33株对病原菌有较好的抑菌效果,占总菌株数的22.8%。筛选到1株含AHBA基因的菌株AJ21,初步鉴定其为链霉菌。菌株AJ21最佳发酵培养基为SPY培养基,最佳发酵时间为6d。菌株AJ21发酵液经分离纯化、HPLC检测和质谱分析,初步确定其含有的安莎霉素类抗生素为放线菌素D。【结论】药用植物缬草内部及根际蕴含丰富的放线菌资源,具有良好的生物学活性。     

稻曲病菌分生孢子高产突变体A2588的T-DNA 插入位点侧翼基因分析

【目的】克隆稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）分生孢子高产突变菌株A2588的T-DNA插入突变基因,解析该基因在稻曲病菌分生孢子形成中的功能,为进一步揭示稻曲病菌的分生孢子形成机制提供理论基础。【方法】测定A2588的产分生孢子能力、孢子萌发率、菌丝直线生长能力和热敏感性等生物学特性,利用hiTAIL-PCR、RACE和半定量PCR等方法克隆T-DNA插入突变基因,并结合生物信息学方法分析T-DNA插入导致分生孢子产量提高的分子机理。【结果】与稻曲病菌野生型菌株70-22相比,突变菌株A2588在PS培养液中产生数量为10倍以上的分生孢子,在MM培养液中产生数量约20倍的分生孢子,其在PS培养液中培养的菌球较为致密;在PSA和MM固体培养基上A2588产孢周期较短,孢子萌发率较低,虽然菌丝生长速度无明显差异,但热处理后菌丝不能恢复正常生长速率。hiTAIL-PCR和RACE法克隆了A2588中T-DNA侧翼基因,并利用RT-PCR检测侧翼基因表达水平,结果表明T-DNA侧翼基因spo76表达水平下降,进一步分析发现T-DNA可能插入至spo76的启动子区域,从而破坏了该基因启动子的部分功能。【结论】稻曲病菌突变菌株A2588中,T-DNA插入导致spo76启动子功能部分缺失,spo76表达水平下降,可能使A2588产孢周期缩短,并产生更多分生孢子。     

麦芽糖转运相关基因的表达对阿维菌素合成的影响

阿维菌素是由阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)发酵产生的大环内酯类化合物,是一种应用广泛的生物农药。对阿维链霉菌中麦芽糖转运系统基因的表达量对阿维菌素合成的关系进行了初步研究。克隆malEFG基因至链霉菌整合型和多拷贝表达载体,分别转化阿维链霉菌野生型菌株ATCC31267和阿维菌素高产菌株GB165中,结果不同的阿维链霉菌转化子阿维菌素的产量都有一定程度的提高。野生型菌株阿维菌素转化子的产量是出发菌株的3~3.2倍,高产菌株的转化子阿维菌素的产量提高了40%~60%。     

金色链霉菌接合转移体系的构建

以金色链霉菌J13基因组DNA为模板,扩增金霉素C6甲基化酶基因ctcF上下游序列作为两端同源交换臂,在两臂之间添加抗性筛选标记neo基因,并在该基因上游加入组成型强启动子ermE*,以强化筛选标记.将该外源DNA序列插入到质粒pSET152,构建重组质粒pFD106.转化大肠杆菌ET12567后,经接合转移导入金色链...     

低能离子注入诱变选育盐霉素高产菌株

[目的]研究N+离子注入对白色链霉菌的诱变效应,同时筛选高产盐霉素的变异菌株。[方法]利用不同剂量的氮离子对白色链霉菌S-11-04菌株进行诱变处理,研究低能氮离子注入对其存活率、菌落形状及产盐霉素能力的影响。[结果]低能氮离子注入对白色链霉菌的诱变效应显著,试验得到了13株盐霉素产量较高的突变菌株,其中N3-6菌株经连续传代4次,遗传稳定性较好,其摇瓶发酵水平较对照提高了41%,发酵生产后平均发酵水平提高了20.5%。[结论]离子注入诱变是获得高产盐霉素突变菌株的有效方法。     

马铃薯土传病原真菌拮抗放线菌的抗病促生作用

【目的】从26株供试拮抗放线菌中筛选对马铃薯土传病病原真菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、茄病镰刀菌(Fusarium solani)及硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)有较强拮抗性的高效生防放线菌菌株。【方法】采用皿内琼脂块法和发酵液抑菌试验筛选生防放线菌菌株;采用搭片法研究6株强拮抗放线菌对病原菌菌丝的溶解作用;放线菌发酵液浸种方法研究9株强拮抗放线菌发酵液的促生作用。【结果】①供试26株拮抗放线菌中,拮抗茄病镰刀菌(Fusarium solani)、硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的放线菌分别为25,24和17株。②球孢链霉菌(S.globisporus)、球孢链霉菌球孢亚种(S.globisporus subsp.Globisporus)和锈赤蜡黄链霉菌(S.rubiginosohelvolus)均可溶解2株供试镰刀菌菌丝。③9株强拮抗放线菌的无菌发酵滤液均能抑制3株马铃薯病原菌的生长,其中多产色链霉菌1(S.polychromogenes 1)、球孢链霉菌球孢亚种(S.globisporus subsp.Globisporus)和锈赤蜡黄链霉菌(S.rubiginosohelvolus)的无菌发酵滤液对病原菌的抑菌率为45.1%~100.0%。④9株强拮抗放线菌无菌发酵滤液在适宜浓度下均可促进甜瓜种子胚根、胚轴的生长,其中多产色链霉菌1(S.polychromogenes 1)、球孢链霉菌球孢亚种(S.globisporus subsp.Globisporus)和锈赤蜡黄链霉菌(S.rubiginosohelvolus)无菌发酵滤液原液可使甜瓜种子胚根、胚轴长度较对照分别增加26.7%~67.0%和62.1%~104.5%。【结论】筛选出的多产色链霉菌1(S.polychromogenes 1)、球孢链霉菌球孢亚种(S.globisporus subsp.Globisporus)及锈赤蜡黄链霉菌(S.rubiginosohelvolus)兼具抗病促生作用,可作为马铃薯黑痣病及干腐病的生防放线菌,其实际的生防效果尚待进一步的盆栽及田间试验证实。     

利用基因组发掘技术指导链霉菌SH-62中活性天然产物的分离及鉴定

通过生物信息学分析,利用基因组发掘技术发现链霉菌SH-62基因组中至少含有37个次级代谢产物的生物合成基因簇,除了有4个基因簇分别与已知的肠道菌素、潮霉素A、尼日利亚菌素和格尔德霉素的生物合成基因簇具有高度同源性以外,其他基因簇的功能鲜见报道。在不同发酵培养基上培养链霉菌SH-62,利用高分辨率的LC-MS对发酵产物进行分析,发现链霉菌SH-62确实能够产生肠道菌素、潮霉素A和尼日利亚菌素,从而证明了基因组发掘策略确实能够指导代谢产物的分离及鉴定。     

1株抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌放线菌的鉴定及其代谢产物活性分析

【目的】对从原始森林土壤中分离得到的1株抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的放线菌AF1进行分类鉴定,并对其代谢产物活性进行分析。【方法】通过菌株形态学特征、生理生化特征观察和16SrDNA序列分析,对AF1菌株进行分类鉴定;采用琼脂平板打孔法,测定AF1菌株发酵产物的稳定性及AF1菌株发酵产物乙酸乙酯粗提物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑菌活性。【结果】电子显微镜观察显示,AF1菌株分生孢子直或呈波浪弯曲状,孢子链呈松散螺旋状,AF1菌株能利用葡萄糖、D-半乳糖、麦芽糖、鼠李糖和蔗糖,不能利用D-果糖、D-甘露醇和肌醇,可以水解淀粉但不能水解纤维素。AF1菌株16SrDNA序列全长1 242bp(GenBank ID:KF059834.1),与加利利链霉菌XSD-102(Streptomyces galilee XSD-102)的相似度为100%,初步确定菌株AF1为加利利链霉菌(S.galilee);AF1发酵产物对外界环境不敏感,在30~80℃下活性稳定,90℃处理60min时活性丧失,在pH 2~10下活性稳定,耐受紫外线照射;其乙酸乙酯提取物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度(MIC)为68μg/mL。【结论】AF1菌株为加利利链霉菌(S.galilee),其代谢产物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。     

P. syringae pv. glycinea M-18生产冠菌素补料发酵工艺优化研究

【目的】提高丁香假单胞菌大豆致病变种高产突变株P. syringae pv. glycinea M-18,发酵生产冠菌素的产量。【方法】研究补料分批发酵过程中初始葡萄糖浓度、葡萄糖补加浓度、补加时间、补加次数、补加三氯化铁的浓度及pH对发酵产生的影响,并在5 L发酵罐中进行放大试验。【结果】在5 L发酵罐中,自发酵后84 h起,保持葡萄糖浓度在5—2 g.L-1,初始葡萄糖浓度为10 g.L-1,发酵后84 h每升发酵液补加0.005 mmol三氯化铁,发酵过程中用40 g.L-1的MgCO3来调控pH在6.7左右,与对照相比冠菌素的产量显著提高,最高达31%。【结论】在发酵过程中将葡萄糖控制在一个较合适的范围内可以显著提高P. syringae pv. glycinea M-18发酵生产冠菌素的产量。