干酪乳杆菌yhaⅠ基因敲除菌株的构建及其耐药表型的分析

为了深入研究干酪乳杆菌Zhang在抗生素环境中适应性进化机制,构建yha I基因敲除体系,并对突变体的耐药表型进行研究。运用PCR技术分别扩增yha I基因的同源臂序列,构建带有内部缺失yha I基因的敲除载体。采用Cre/lox基因重组系统,筛选双交换子L.casei Zhang-G-1200-yha I::lox66-P32-cat-lox71,构建突变株L.casei Zhang-G-1200-Che yhaChe I,通过稀释法研究突变株的耐药表型。通过PCR和PCR产物经测序验证,yha I基因缺陷的菌株构建成功。耐药表型结果表明,突变株在庆大霉素浓度为8和16μg/m L时,浊度变为原始菌株的1/2;在庆大霉素浓度为16μg/m L时,活菌数变为原始菌株的7/10。成功构建干酪乳杆菌Zhang的基因敲除体系,为研究干酪乳杆菌Zhang的基因功能提供了技术平台。     

采用同源重组技术构建金黄色葡萄球菌sae基因缺失突变株

针对金黄色葡萄球菌sae基因前后两段序列设计两对引物,PCR扩增出sae基因上下游同源臂序列,克隆到穿梭载体pBT2中;两段序列之间用来自质粒p646的Em抗性基因片段连接,作为筛选标记,从而构建同源重组穿梭质粒pBT2△sae;将pBT2△sae电转化到金黄色葡萄球菌菌株RN4220中,40℃经过七轮培养,进行抗性培养基筛选和PCR验证,以及RT-PCR观察基因表达水平.获得一株金黄色葡萄球菌sae基因缺失突变株RN△sae,为进一步研究sae基因的调控机制等提供有用的实验材料.     

干酪乳杆菌yhaI基因敲除菌株的构建及其耐药表型的分析

为了深入研究干酪乳杆菌Zhang在抗生素环境中适应性进化机制,构建yhaI基因敲除体系,并对突变体的耐药表型进行研究。运用PCR技术分别扩增yhaI基因的同源臂序列,构建带有内部缺失yhaI基因的敲除载体。采用Cre/lox基因重组系统,筛选双交换子L.casei Zhang-G-1200-yhaI::lox66-P32-cat-lox71,构建突变株L.casei Zhang-G-1200-Che yhaChe I,通过稀释法研究突变株的耐药表型。通过PCR和PCR产物经测序验证,yhaI基因缺陷的菌株构建成功。耐药表型结果表明,突变株在庆大霉素浓度为8和16 μg/mL时,浊度变为原始菌株的1/2;在庆大霉素浓度为16 μg/mL时,活菌数变为原始菌株的7/10。成功构建干酪乳杆菌Zhang的基因敲除体系,为研究干酪乳杆菌Zhang的基因功能提供了技术平台。     

基于尿嘧啶磷酸核糖转移酶为负向筛选标记的生酮古龙酸杆菌基因组无痕修饰系统的构建

通过构建尿嘧啶磷酸核糖转移酶基因(upp)敲除打靶质粒,采用同源重组的方法获得了生酮古龙酸杆菌(Ketogulonigenium vulgare)的upp基因缺失突变株K.vulgareΔupp,可作为基因组无痕修饰系统底盘细胞的upp基因表达载体,转化突变株K.vulgareΔupp,获得upp基因回补菌株PBB-upp,并验证了upp作为负向筛选标记的可行性。实验结果表明:突变株Δupp在1 mg/m L的5-氟尿嘧啶培养基上可生长,野生型和回补菌株PBB-upp不能生长,3株菌对5-氟尿嘧啶的抗性存在显著差异,说明可以将upp基因作为负向筛选标记,与正向筛选标记相结合,在upp基因缺失的底盘细胞基础上通过两次同源重组,实现基因组的无痕修饰与改造。     

德式乳杆菌保加利亚亚种分解代谢控制蛋白CcpA基因敲除突变株的构建

在革兰氏阳性菌中,分解代谢控制蛋白(Ccp A)是一种参与碳代谢和氮代谢的多效调控蛋白。利用同源重组技术,以德式乳杆菌保加利亚亚种为研究对象,构建Ccp A基因敲除突变株。首先以德式乳杆菌保加利亚亚种ATCC11842基因组DNA和质粒p BR322为模板,扩增Ccp A基因和四环素抗性基因(Tet),然后分别将Ccp A基因和Tet基因连接到载体p Back Zero-T Vector上,再对中间载体p Back Zero-Ccp A和p Back Zero-Tet进行双酶切,回收纯化双酶切后的目的片段并连接获得Ccp A基因敲除的重组载体p CT。通过同源重组筛选Ccp A基因敲除突变株,菌落PCR和测序鉴定结果均显示Ccp A基因敲除突变株构建成功,这为阐明该调控蛋白在德式乳杆菌保加利亚亚种代谢过程中的作用奠定了基础。     

同源片段长度对副干酪乳杆菌同源重组频率的影响

目的:探索同源片段大小与副干酪乳杆菌同源重组率之间的关系。方法:分别构建以氨苄青霉素和四环素抗性标记基因为遗传转化筛选标记的,用于敲除prc K,prc R基因的4个同源重组质粒p2NIL-KA(625 bp,650bp),pUC18-KT(1 350 bp,1 350 bp),p2NIL-RT(433 bp,474 bp),pUC18-RT(1 350 bp,1 350 bp),并分别电转化于副干酪乳杆菌HD1.7感受态细胞中,检测筛选同源重组转化子,计算发生同源重组的频率。结果:成功构建同源重组质粒,p2NIL-KA(625 bp,650 bp),pUC18-KT(1 350 bp,1 350 bp),p2NIL-RT(433 bp,474 bp),pUC18-RT(1 350 bp,1 350 bp)同源重组频率分别为0,1.85%,0,1.78%。结论:当同源片段长度为1 350 bp或更长时,可与副干酪乳杆菌染色体进行同源重组。     

单增李斯特菌WaX12及其sigB缺失突变株在不同pH下生长动力学的比较

为了探究σ~B因子对单增李斯特菌(LM)的生长影响,比较了LM-WaX12及其sigma B缺失突变株在不同pH值下生长动力学的差异。作者运用重叠延伸PCR(SOE-PCR)和同源重组的方法构建缺失SigB基因的LM突变株WaX12-△sigB;利用sigB外围引物扩增其两侧片段鉴定突变株,并且通过修正的Logistic模型拟合两个菌株在不同酸碱度下(p H 5~9)的生长曲线,分析各生长参数之间的差异性。结果表明,单增李斯特菌sigB缺失突变株构建成功;WaX12-△sigB和WaX12在p H 5的环境下最大比生长速率μ_(max)、延滞期λ与最大菌浓MPD-OD均存在显著性差异(P0.05),而在中性和碱性环境下二者无明显差异。     

一种XRE家族转录调节因子对干酪乳杆菌适应抗生素环境的影响

为了深入研究干酪乳杆菌Zhang(Lactobacillus casei Zhang,L. casei Zhang)在抗生素环境中适应性进化机制,构建基因敲除体系,并对突变体的耐药表型进行研究。运用PCR技术分别扩增XRE家族转录调节因子基因的同源臂序列,构建带有内部缺失LCAZH_0458基因的敲除载体。采用Cre/lox基因重组系统,筛选双交换子L. casei Zhang-G/A-1200/600-0458::lox66-P32-cat-lox71,构建突变株L. casei Zhang-G/A-1200/600_Δ0458。此外,作者通过稀释法研究了野生菌株和突变株的耐药表型。耐药表型结果表明,与野生菌株相比,突变株在庆大霉素质量浓度为8μg/mL和16μg/mL时,浊度提高约2倍。在阿莫西林环境下,浊度和活菌数均未发生改变。LCAZH_0458对干酪乳杆菌适应庆大霉素环境有一定的调节作用。     

Shewanella baltica luxR基因缺失菌株的构建及其功能初步研究

细菌的luxR基因作为群体感应信号分子受体蛋白的编码基因,在细菌的群体感应及其调控的功能中发挥着重要作用。为探究冷藏凡纳滨对虾特定腐败菌波罗的海希瓦氏菌(Shewanella baltica)(WT SA03)的群体感应现象,采用PCR融合和同源重组法构建了S.baltica的luxR基因缺失菌株(ΔluxR WT SA03),对比研究了luxR基因缺失后WT SA03的生长、产硫能力及蛋白表达的差异。结果表明,经PCR扩增融合后的重组质粒在大肠杆菌中成功表达,并通过接合反应将质粒从大肠杆菌转移到野生型S.baltica WT SA03中,构建了S.baltica的luxR基因缺失株。进一步研究表明,S.baltica的luxR基因缺失对其生长并无影响,但luxR基因对其产硫能力影响显著。表明luxR基因与WT SA03的致腐能力密切相关。研究结果为深入解析S.baltica的luxR基因功能及其调控的细菌群体感应与致腐机制提供了基础。     

谷氨酸棒杆菌代谢副产物对α-酮戊二酸积累的影响

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中ldh基因编码乳酸脱氢酶,可以催化丙酮酸转化生成乳酸,ackA和pqo基因编码乙酸激酶和丙酮酸:醌氧化还原酶,可以催化丙酮酸转化为乙酸.为了研究这三个基因缺失对谷氨酸棒杆菌α-酮戊二酸积累的影响,以Cglutamic um GDK-10为出发菌株,通过重叠延伸PCR及同源重组技术分别构建ldh,pqo,ackA,pqo和ackA基因缺失突变株GDK-14,GDK-15,GDK-16,GDK-17.对出发菌及上述重组菌株进行发酵验证比较,发酵结果表明:ldh和pqo基因缺失菌株的α--酮戊二酸产量分别比出发菌降低了8.54％和27.9％,而ackA基因的缺失使α-酮戊二酸产量比出发菌提高了8.99％.     

产酸克雷伯氏菌乳酸脱氢酶基因敲除提高2,3-丁二醇产量

基于传统发酵工艺,通过在发酵阶段进行菌种强化结合在蒸馏烤酒阶段进行工艺优化（头尾酒浸提菌剂后返回地锅蒸馏）提升酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪（TTMP）的含量。结果表明,采用菌种强化、工艺优化及二者相结合的方法分别能将酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪的含量提高160.71%、85.75%和202.75%。感官评价结果表明,菌种强化结合工艺优化的技术对基酒的感官风味影响不大。该研究提供了一种适合企业落地应用的进一步提高酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪含量的方法和思路。     

一株耐高乙醇和低pH己酸产生菌Lysinibacillus fusiformis- pBE3-ep-SigB的构建

以Lysinibacillus fusiformis为出发菌,分别转染SigA和SigB突变基因,获得耐高乙醇和低pH胁迫的优良己酸产生菌。以pET32a（+）-SigA/SigB为模板,采用均匀试验优化SigA/SigB易错聚合酶链式反应（ep PCR）扩增体系中的Mn2+和Mg2+浓度,通过ep PCR获得ep-SigA/SigB突变基因,与载体pBE3-MCS连接后,构建L. fusiformis-pBE3-ep-SigA/SigB突变菌体库,将两种菌体库在pH值2～5和乙醇含量2%～12%条件下进行筛选。结果表明,L. fusiformis-pBE3-ep-SigB重组菌株耐受最高乙醇含量为8%左右,最低耐受pH值为2.5左右;当乙醇含量为8%、pH值为3.5时,L. fusiformis-pBE3-ep-SigB重组菌株的己酸产量达到（254.35±39.74） mg/100 mL,显著高于工程菌株L. fusiformis-pBE3-ep-SigA的己酸产量（P＜0.01）,且为出发菌L. fusiformis己酸产量（93.62±10.33） mg/100 mL的271.68%,表明L. fusiformis-pBE3-ep-SigB重组菌株具有较强的抗高乙醇浓度和低pH值胁迫产己酸的能力。     

Genetic labeling of lactobacilli in a food grade manner for strain-specific detection of industrial starters and probiotic strains

In order to demonstrate that creation of silent mutations allows a precise strain-specific detection with polymerase chain reaction, silent mutations positions were introduced in adjacent codons of the Lactobacillus helveticus CNRZ32 chromosomal pepX gene without altering the amino acid sequence of the gene product, X-prolyl dipeptidyl aminopeptidase (PepX). The mutated pepX gene was constructed with polymerase chain reaction and cloned with the thermosensitive pSA3 plasmid in L. helveticus CNRZ32 and integrated in the chromosomal DNA by homologous recombination at a restrictive temperature. Gene replacement of the wild-type pepX gene with that of the mutated variant was obtained in the second homologous recombination event. The PepX activity of mutant strains carrying the pepX gene with silent mutations did not differ from that of the wild-type strain. PCR was performed with strain-specific primers from milk and faecal samples spiked with the wild-type or mutant L. helveticus strain. For this purpose, a method for removing PCR inhibitors from faecal samples by washing steps and cell mill disruption of the bacterial cells combined with Sepharose CL-6B spin column chromatography was also developed.     

A two-step cloning-free PCR-based method for the deletion of genes in the opportunistic pathogenic yeast Candida lusitaniae

We describe a new cloning-free strategy to delete genes in the opportunistic pathogenic yeast Candida lusitaniae. We first constructed two ura3 Δ strains in C. lusitaniae for their use in transformation experiments. One was deleted for the entire URA3 coding sequence; the other possessed a partial deletion within the coding region, which was used to determine the minimum amount of homology required for efficient homologous recombination by double crossing-over of a linear DNA fragment restoring URA3 expression. This amount was estimated to 200 bp on each side of the DNA fragment. These data constituted the basis of the development of a strategy to construct DNA cassettes for gene deletion by a cloning-free overlapping PCR method. Two cassettes were necessary in two successive transformation steps for the complete removal of a gene of interest. As an example, we report here the deletion of the LEU2 gene. The first cassette was constituted by the URA3 gene flanked by two large fragments (500 bp) homologous to the 5' and 3' non-coding regions of LEU2. After transformation of an ura3 Δ recipient strain and integration of the cassette at the LEU2 locus, the URA3 gene was removed by a second transformation round with a DNA cassette made by the fusion between the 5' and 3' non-coding regions of the LEU2 gene. The overall procedure takes less than 2 weeks and allows the creation of a clean null mutant that retains no foreign DNA sequence integrated in its genome.     

植物乳杆菌降胆固醇Lp10菌株的rhaD基因敲除株的构建

以转录组数据为依据推测植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中rhaD基因参与胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)合成代谢中的鼠李糖代谢过程,从而通过调节胞外多糖合成并利用其吸附作用达到降胆固醇效果。为了进一步验证rhaD基因的功能,本论文研究利用同源重组技术,构建rhaD基因敲除载体,采用电击转化方法将构建的敲除载体导入植物乳杆菌Lp10菌株感受态细胞,并在抗性平板上筛选转化子,以转化子的基因组DNA为模板进行PCR及测序鉴定,再利用邻苯二甲醛法测定突变株与初始菌株的降胆固醇能力。结果表明,敲除载体pNZ5319-rhaD被成功构建,测序结果显示rhaD基因被成功敲除;敲除菌株的降胆固醇能力略有上升。本论文研究结果不仅为植物乳杆菌基因敲除载体的构建提供了实验技术支持,同时为植物乳杆菌降胆固醇相关功能基因的验证分析奠定了理论依据。     

枯草芽孢杆菌纤维素酶基因整合载体的构建

目的:以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为宿主,构建纤维素酶基因整合表达载体,获得能够表达纤维素酶并且降解纤维素的工程菌。方法:通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)从B.subtilis LN基因组中克隆同源片段M1、M2基因片段,以质粒pGEM-T为载体,将同源片段M1、M2、启动子P43和葡萄糖苷酶基因CelKg连接在一起构建整合载体pGEM-Kmpgmt,并采用双交换同源重组的方式将其转化进入B.subtilis LN基因组中。结果:通过PCR和双酶切验证整合载体构建完成,并成功整合到野生型B.subtilis LN中,获得重组菌B.subtilis Kpg。刚果红染色结果显示重组菌对羧甲基纤维素钠有降解作用。改良培养基37℃条件下摇瓶培养,重组菌B.subtilis Kpg生长至18 h时上清液中纤维素酶活力比野生型B.subtilis LN提高了115%。     

spo0A基因缺失对克劳氏芽孢杆菌发酵生产性能的影响

通过基因敲除的方法构建spo0A基因缺失菌株,并评价spo0A基因缺失对克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausii）QL-1发酵生产性能 的影响。 经重叠延伸PCR和基因同源单交换技术,获得spo0A基因缺失突变株B. clausii QL-1△spo0A;通过系统比较spo0A基因敲除前 后芽孢生成率、生物量及淀粉酶酶活的改变,发现B. clausii QL-1△spo0A菌株不产芽孢、生物量提高了24%,且B. clausii QL-1△spo0A 发酵72 h淀粉酶酶活为1.58×105 U/g,淀粉酶活提高83.72%。 说明克劳氏芽孢杆菌spo0A基因缺失对菌体生物量、芽孢生成率及代谢 产物的生成等具有重要影响。     

inlA和inlB基因缺失对单核细胞增生性李斯特菌侵袭HT29结肠癌细胞的影响

单核细胞增生性李斯特菌（Listeria monocytogenes,LM）是人畜共患的食源性致病菌,其可以穿透多个宿主屏障,而内化素蛋白家族被认为是LM穿透宿主屏障过程中起重要作用的毒力因子。本研究利用同源重组的方法构建了LM野生菌株EGDe的inlA和inlB基因双缺失菌株,利用实时荧光定量聚合酶链式反应检测其主要毒力基因表达的变化,并以HT29结肠癌细胞为对象,研究inlA和inlB基因缺失对LM侵袭宿主细胞能力的影响。结果表明基因的缺失对其生长能力没有影响,但多个毒力基因的表达发生了不同程度的变化,同时发现inlA和inlB基因的缺失使LM侵袭HT29结肠癌细胞的能力显著下降（P＜0.05）。本研究成功构建LM的inlA和inlB基因双缺失菌株,并初步研究了基因缺失对LM侵袭宿主细胞能力的影响,为深入研究内化素InlA和InlB在LM入侵宿主细胞过程中的具体作用提供了支持。