野油菜黄单胞菌8004菌株hrp基因簇侧翼序列大片段缺失突变体的构建及表型分析

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestrispv．campestris，简称Xcc），是一类能在全球范围引起十字花科植物黑腐病的γ变形菌纲细菌。该菌有一个长41．7kb的Hrp致病岛，包含41个开放阅读框（0RF）。Hrp致病岛5’端边界为ISl479插入元件，3’端边界为ISl595插入元件。G＋C含量为62．3％，明显低于全基因组64．9％的G＋C含量。根据基因类型，将该致病岛分为三个区段：位于致病岛中心区的hrp基因簇、及其左侧翼的假定基因区段（HGR）和右侧翼的降解酶类基因区段（EGR）。HGR长7．4kb，注释蛋白编码基因6个，全部为功能未知的假定基因。EGR长9．3kh，注释蛋白编码基因8个，其中6个为降解酶类基因。为了鉴定hrp基因簇侧翼序列的功能，采用标记置换的突变方法，将Xcc 8004的hrp基因簇右侧翼EGR片段缺失。该突变体8004△R对寄主植物的致病力比野生型菌株显著降低，而在非寄主植物辣椒ECW-10R上仍能引起过敏反应。该突变体其它的致病相关生化因子，如胞外多糖产量和胞外酶的活力均未受明显影响。实验结果表明EGR区段的缺失不影响三型分泌系统的正常功能，也不影响该菌在基本培养基上的生长，但使Xcc的致病力明显降低，提示Xcc8004菌株hrp基因簇右侧翼序列中存在与致病相关的基因。     

农药污染微生物降解研究及应用进展

农药污染与人们的日常生活息息相关,一直是科学家关注的环境污染热点问题。微生物因其种类丰富、分布广泛、适应性强和代谢途径多样的特点显现出自身在农药污染治理方面的优势。本文总结了近10年来,南京农业大学农业部农业环境微生物重点开放实验室在农药残留微生物降解方面取得的进展,从降解性微生物资源的分离收集,到微生物降解代谢途径分析、降解过程中的关键基因或基因簇的克隆,及在微生物遗传操作方法 SEFA PCR(self-formed adaptor PCR)、基因工程菌的构建等方面进行了详细论述,旨在为降解性微生物在环境修复、生物转化等方面的应用提供理论和实践依据。     

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。     

稻瘟菌无毒基因簇的RAPD标记及其SCAR转化

为克隆稻瘟菌无毒基因簇Avr-Pi1、Avr-Pi2和Avr-Pi4a,以RAPD方法对稻瘟菌(Magnaporthe grisea）菌株FJ81278ZB15、GUY11及其F1后代群体进行扩增，得到2个与该无毒基因簇连锁的分子标记P1414700和P1389420 。对2个特异片段进行克隆和测序，并根据序列分别设计2对特异引物，对菌株FJ81278ZB15、GUY11及其F1后代群体进行扩增，扩增结果P1414700 成功转化为SCAR标记SC1414，而P1389420未能成功转化。对分子标记SC1414、P1389420和报道的RPF1.2与无毒基因簇Avr-Pi1、Avr-Pi2和Avr-Pi4a遗传连锁关系进行了分析，结果SC1414、RPF1.2、P1389420与Avr-Pi2的遗传距离分别为5.8、2.2 和4.4 cM；与Avr-Pi1的遗传距离分别为15.9、7.9和5.7 cM；与Avr-Pi4a的遗传距离分别为20.7、12.7 和10.5 cM。     

我国井冈霉素合成机理研究获重大突破

以中国科学院院士、上海交通大学邓子新教授领衔的教育部微生物代谢重点实验室与美国华盛顿大学和俄勒冈州立大学密切合作，成功克隆了具有重要农业应用和经济价值的抗生素农药的生物合成基因簇、从27个基因中定位了合成井冈霉素所需的8个基因，在异源宿主中实现了井冈霉素及其前体有效氧胺的工程化组装和表达，提出了井冈霉素生物合成机理的新模型，也为主要农作物水稻的转基因抗真菌育种提供了全新的候选基因。[第一段]     

禾本科植物ITPK基因的进化分析

1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶(ITPK)是植物磷酸肌醇代谢过程中一种重要的蛋白激酶,在植物感受细胞外刺激和信号转导中起着重要作用。同源性搜索表明在禾本科植物水稻、二穗短柄草、高粱、谷子和玉米基因组中分别具有6、5、6、7和6个ITPK基因;系统发育分析发现5个禾本科物种的祖先中至少存在6个ITPK基因。对6个同源基因簇进行适应性进化分析后发现,有1个同源簇经历了适应性进化。研究结果为进一步研究ITPK基因在禾本科植物中的生物学功能提供了借鉴。     

bkdFGH和aveD基因缺失多拉菌素工程菌株的构建

多拉菌素(doramectin)是一种新型大环内酯类抗寄生虫药物,为阿维菌素的衍生物,可由基因重组阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)发酵产生,在畜牧业生产中应用广泛.为获得可用于生产的能够稳定制造多拉菌素的阿维链霉菌工业菌株,本研究以阿维菌素高产菌株SAV939为基础,通过对阿维菌素生物合成基因簇进行遗传改造,构建获得阿维链霉菌突变株S.avermitilis LZ-01和LZ-02.LZ-01是通过同源双交换法构建的支链α-酮酸脱氢酶基因簇(branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase gene cluster,bkdFGH)缺失突变株,自身无法合成多拉菌素,当在发酵过程中添加环己甲酸时即可产生多拉菌素(CHC-B1).LZ-01缺失avermectin D(aveD)基因即获得突变株LZ-02,对其发酵仍可获得多拉菌素,但不再产生无效的CHC-A组分,为分离纯化提供了便利.突变菌株LZ-01和LZ-02的构建为进一步优化发酵条件,提高多拉菌素产率奠定了基础.     

转lux基因簇大肠杆菌在小鼠肠道内定植模型的建立

发光细菌携带的lux基因簇能够利用体内脂肪酸分子和氧化还原反应产生自发荧光。本研究将携带lux基因簇的质粒转化到大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α感受态细胞中,测定发光大肠杆菌的生长曲线和荧光光谱等生物学特性;同时,利用活体成像系统(IVIS)检测其生物发光活性,并收集对数生长期的发光大肠杆菌,注射到ICR小鼠(Mus musculus)盲肠内,24 h后检测小鼠肠道内微生物的荧光反应。结果显示,转lux基因簇的大肠杆菌能够产生较强的蓝绿荧光,持续发光16 h以上,且在完成肠道注射后能够观测到发光菌的荧光,表明发光大肠杆菌可在不影响小鼠正常生理活动的条件下完成在肠道内的定植。本研究初步建立了大肠杆菌在小鼠肠道内生存变化的实验模型,为进一步监测致病性大肠杆菌在动物肠道内的活动和致病机制的研究提供了新的实验方法。     

镰孢菌单端孢霉烯族毒素的生物合成（综述）

单端孢霉烯族毒素是由多种真菌及至少两种植物产生的一类倍半萜类环氧化物,至今已报道８０多种。这类化合物几乎对所有真核生物包括植物,动物及人类均有一定的毒性。镰孢菌Ｆｕｓａｒｉｕｍ单族毒素的生物合成起始于反式法呢基焦磷酸。     

密旋链霉菌Act12中四氢嘧啶合成基因簇的鉴定及其功能分析

【目的】对生防密旋链霉菌Act12中的四氢嘧啶合成基因簇进行鉴定及功能分析。【方法】对田间生防效果良好的密旋链霉菌Act12进行盐耐受能力检测,采用体积分数80%的乙醇抽提其胞内四氢嘧啶,分别通过TLC和HPLC进行定性及定量检测四氢嘧啶。通过Act12全基因组分析,克隆得到Act12中四氢嘧啶生物合成基因簇ectABC,将其与表达载体pET-28a连接,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,检测工程菌株的盐耐受能力。【结果】密旋链霉菌Act12可在NaCl质量分数为0%~10.0%的条件下生长,且能够生产相关耐盐相容性溶质四氢嘧啶。当NaCl质量分数为2.5%时,密旋链霉菌Act12胞内的四氢嘧啶积累量达到最大值,为72.39mg/L。生物信息学分析结果表明,组成ectABC基因簇的3个基因ectA、ectB、ectC位于同一个操纵子上,分别编码二氨基丁酸乙酰基转移酶、二氨基丁酸氨基转移酶和四氢嘧啶合成酶。通过克隆得到长2 408bp的ectABC基因簇,并使其成功在大肠杆菌中实现异源表达,通过Ni柱纯化得到了EctA蛋白。但含pET28a-ectABC的大肠杆菌BL21(DE3)在本试验条件下,其盐耐受能力并无明显改善。【结论】生防链霉菌Act12中存在四氢嘧啶合成基因簇ectABC,且能够在大肠杆菌中成功异源表达。