目的 选育他克莫司高产菌株,优化培养基配方,提高发酵产量.方法 采用原生质体融合技术对2株筑波链霉菌进行基因组重排,并经响应面设计对发酵培养基配方进行优化.结果 以紫外灭活作为遗传标记经过4轮基因组重排育种后,摇瓶筛选获得3株高产菌株,其中菌株FK22-71菌丝球松散、椭圆状,发酵浸泡液颗粒状.该菌株稳定高产,采用响应面设计优化后的配方在50 L罐发酵产量平均达1684 mg/L.结论 基因组重排技术应用于他克莫司高产菌株选育,可大幅提高发酵产量,为其工业化发酵生产奠定了基础.

本文介绍了蜡蚧轮枝菌Lecanicillium spp.的致病性、致病机理、与其他农药的相容性及菌株基因工程改良等内容.蜡蚧轮枝菌的寄主范围极其广泛,寄主至少包括43种昆虫、3种螨类、2种线虫和5种植物病原真菌.蜡蚧轮枝菌一般通过穿透寄主体壁侵入寄主,但长孢蜡蚧菌L.longisporum通过体表寄生豌豆蚜Acyrthtosiphon pisum和柑橘粉蚧Planococcus citri而致其死亡;蜡蚧轮枝菌分泌的降解酶和毒素也具有很大的开发潜力;在田间先后施用蜡蚧轮枝菌制剂和农药以及充分利用蜡蚧轮枝菌对植物的内寄生作用可能为蜡蚧轮枝菌与农药的协调应用提供新的思路;原生质体融合、诱变以及转基因是菌株基因工程改良的主要手段;最后,指出了蜡蚧轮枝菌开发过程中存在的问题以及未来的发展方向.

目的 构建自身启动子调控、含有红色荧光蛋白(RFP)标记的钙调蛋白烟曲霉菌株,观察菌株生长过程中钙调蛋白的动态分布.方法 设计烟曲霉钙调蛋白基因的两端侧翼序列,对两序列及含有RFP-烟曲霉pyrG营养标记(mRFP-AfpyrG)的质粒分别进行PCR扩增,再通过融合PCR对上述3个片段进行整合,形成转化用的线性片段.随后采用原生质体转化法将上述片段转入烟曲霉受体菌株中,构建钙调蛋白-RFP烟曲霉菌株.在营养筛选培养基平板上挑取单克隆菌落培养,选取荧光表型最稳定的单菌菌落对其转化子进行PCR验证.将重组菌株和野生菌株分别接种于固体营养培养基中,培养不同时间后荧光显微镜下观察菌株形态学差异.将上述两株菌分别接种于液体培养基中,甲基四氮盐(xTT)方法观察其生长活力差异,并对红色荧光标记菌株进行动态活体观察,分析钙调蛋白在烟曲霉生长发育过程中的时空分布.结果 重组菌株的荧光表型及转化子的PCR鉴定结果表明,钙调蛋白-RFP烟曲霉菌株构建成功.重组菌株与野生菌株在24 h时生长活力(A490值)分别为0.689±0.081和0.678±0.054(t=1.32,P＞ 0.05),差异无统计学意义,且形态学方面也无显著差异.钙调蛋白在烟曲霉生长过程中始终处于极性生长过程中的菌丝顶端、分枝出芽点及新形成的分枝顶端.结论 钙调蛋白可能参与调控烟曲霉孢子萌发及菌丝极性生长等重要生物学过程.

表观遗传修饰是真核生物基因转录调控的重要方式,在拟南芥生长发育过程中起着重要的作用.其中,PRC2(Poly-comb Repressive Complex 2)蛋白复合体和组蛋白脱乙酰化酶HDAC均为重要的表观遗传调控蛋白.本研究利用酵母双杂交系统证明了拟南芥PRC2蛋白复合体成员中的AtMSI1(Multi-Copy Suppressor of IRA1)蛋白和组蛋白脱乙酰化酶AtHDA6(Histone Deacetylase 6)蛋白间的相互作用,且确定其作用位点为AtM-SI1蛋白的N端(1~114 aa)和C端(404~424 aa)的非特异性位点与AtHDA6蛋白的HD保守结构域(27~332 aa)和N端非保守的结构域(1~26 aa).本研究构建AtMSI1-YC和AtHDA6-YN融合蛋白表达载体,共同转化拟南芥原生质体,用双分子荧光互补(BiFC)技术验证了AtMSI1-YC和AtHDA6-YN蛋白间的相互作用,并明确该相互作用的位点为细胞核.另外,pull-down试验再次证明了该相互作用的存在,原核表达并纯化的AtMSI1-GST融合蛋白可以与AtHDA6-His重组蛋白发生体外结合.综上所述,拟南芥AtMSI1与AtHDA6蛋白间存在相互作用,且每个蛋白中均有2个特异性结合位点参与该相互作用.

基因组重排(genome shuffling)技术是在传统诱变育种的基础上与细胞原生质体融合技术相结合一种新兴微生物菌种改良手段,由于该技术高效的正向突变效率和频率,近年来被广泛应用于酵母菌种的选育和改良.本文主要对基因组重排技术在酵母菌育种中的应用进行了综述.

水稻异源三聚体G蛋白系统中的非典型γ亚基GS3,是一个控制籽粒大小的主效数量效应基因座,在调节籽粒大小中发挥负调控因子的功能.BioID (proximity-dependent biotin identification)为邻近蛋白标记技术,其工作原理是生物素连接酶能使其周围的蛋白带上生物素,同时生物素又能和链霉亲和素紧密结合,所以能够利用链霉亲和素偶联的磁珠富集目标蛋白.该技术具有灵敏、高效和周期短等特点,为筛选互作蛋白提供了新方法.为了解析GS3的蛋白调控网络,该研究以水稻原生质体为材料,采用BioID 技术对GS3在水稻中的互作蛋白进行了筛选.Western-blot结果表明:融合蛋白BirAG-GS3在原生质体中成功表达并生物素化GS3邻近蛋白.使用链霉亲和素磁珠富集生物素化后的蛋白,并进行蛋白质谱测序,获得了与GS3邻近的可能存在直接或间接互作的蛋白.将获得的蛋白进行功能富集与注释,并构建蛋白-蛋白互作网络.对部分蛋白进行了BiFC 验证,发现GS3可能与ICL、PPDK、RPN7和RH15发生相互作用,涉及能量代谢的调节、种子淀粉物质的储存、泛素-蛋白酶体系统以及凋亡途径等生物过程.

原生质体融合技术是一种重要的微生物育种方法. 以能产碱性果胶酶的枯草芽孢杆菌ZGL14为出发菌株,探讨影响其原生质体制备和再生的主要因素. 通过研究菌龄、溶菌酶浓度、酶解时间、酶解温度、渗透压稳定剂的pH值、再生培养基类型和培养方式等对枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备与再生的影响,确定其最优化条件. 结果显示:枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备的最优条件为菌龄9 h,溶菌酶浓度0.2 mg/mL,酶解时间10 min,酶解温度32 ℃,渗透压稳定剂的pH值7.0. 在此条件下,枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体的形成率为98％,再生率达30％. 枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体再生培养基以琥珀酸钠作为渗透压稳定剂并结合Ca2+再生效果较好,再生方式以单层培养较好. 本研究获得了枯草芽孢杆菌ZGL14原生质体制备和再生的最佳条件,可为实现其融合育种提供技术支持. (图7 表1 参14)

为建立高效稳定的广藿香原生质体培养与融合技术体系,该研究以广藿香愈伤组织悬浮细胞为材料,研究了原生质体制备的酶解条件和培养方法、细胞密度、激素种类和浓度等因素对原生质体培养的影响,并通过测定融合产物直径确立融合细胞筛选范围,进一步研究聚乙二醇浓度、细胞密度、融合时间及融合液加入量等因素对原生质体融合的影响.结果表明:制备原生质体的适宜条件为pH5.8,酶解温度25℃;原生质体培养以铵盐减半的MS1培养基进行海藻酸钠包埋、激素选用0.2 mg·L?1 NAA、2.0 mg·L?16?BA,培养密度2.0×105个·mL?1、蔗糖添加量1.0％、酸水解酪蛋白500 mg·L?1的条件下原生质体分裂频率、植板率均较高,且开始分裂时间和细胞团形成时间都较短;双细胞融合产物筛选范围为69.33～87.35μm;以40％PEG 6000化学促融30 min、加入0.5倍体积的融合液、细胞密度2.0×105个·mL?1的条件进行原生质体融合,聚合率可达57.19％;获得的融合产物经海藻酸钠包埋培育2个月后可观察到再生愈伤组织.

[背景]真菌单细胞培养在研究细胞异质性及细胞生长特性等方面十分重要,因此需要建立简单便捷的方法对真菌单细胞进行培养与观察.[目的]基于微流控建立一种真菌单细胞的捕获及培养方法,同时直观地对单细胞进行定位和实时观察.[方法]利用L-edit设计芯片图案并利用等离子键合的方法制备微流控芯片;通过注射泵将红酵母菌溶液及里氏木霉孢子溶液进样以实现单细胞捕获;采用台盼蓝染色法测定酵母细胞的存活率;利用显微镜对酵母单细胞及木霉孢子的萌发、生长、繁殖过程进行观察.[结果]所制备的芯片形状完好,可实现酵母或孢子的单细胞捕获;酵母的捕获率为25.00％±1.38％;分别于0、2、4、6h对酵母进行观察,可看到酵母出芽过程;培养至48 h,芯片上酵母细胞的存活率与游离培养条件下的存活率无显著性差异;分别于0、3、6、9h对单个孢子进行观察,可以看到孢子萌发以及菌丝生长情况,且直至120 h菌丝仍在生长.[结论]设计并制备了一种用于真菌单细胞捕获及定位培养的微流控芯片,这是此种芯片在真菌单细胞培养中的首次应用.细胞可在此微流控芯片上正常生长至少2d,并可实现5d及更长时间的培养,此方法可对真菌单细胞进行直观、定位的实时观察,有望用于多种微生物单细胞的生理、遗传性状研究,以及原生质体融合育种研究.

旨在获得纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌种间融合高产Surfactin的新菌株.以纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌为亲本菌株,通过制备纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌的原生质体,采用PEG介导的双亲灭活标记法融合原生质体,拟融合子通过PCR鉴定、CPC-BTB法高通量筛选、HPLC复筛以及融合菌株的稳定性验证获得高产Surfactin的新菌株.研究结果表明纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌的原生质体制备最佳酶解浓度分别为0.25 mg/mL和0.2 mg/mL,最佳酶解时间分别为25 min和20 min,其原生质体得率分别为83.1％ 和84.3％.两者的原生质体融合条件为:纳豆芽孢杆菌紫外灭活80 min,暹罗芽孢杆菌85℃热灭活40 min,融合体系为50％ 的PEG6000在38℃下融合时间15 min.获得了遗传稳定的融合菌株F8,该菌株Surfactin产量相对于纳豆芽杆菌提高了33.3％,暹罗芽孢杆菌提高了60％.