宏基因组技术构建土壤宏基因组文库研究进展

土壤中大部分的微生物不能被培养,从而限制了对土壤微生物的开发利用,宏基因组技术可以解决这一难题,成为开发微生物资源的一种工具。阐述了宏基因组文库的构建、土壤宏基因组文库的特点及筛选文库获得的一些成果,并分析了构建土壤宏基因组文库存在的问题。

土壤宏基因组文库中纤维素酶的筛选与鉴定

纤维素酶是最重要的工业用酶之一,已广泛应用于食品、纺织、造纸、洗涤和生物燃料生产等多个领域中.为挖掘微生物来源的纤维素酶,基于功能宏基因组学的方法,筛选云南土壤宏基因组文库获得具有纤维素酶活性的阳性克隆;通过构建亚克隆和测序分析确定纤维素酶的编码基因,将其克隆到表达载体上并转化到大肠杆菌中构建重组表达系统,诱导蛋白表达后对纤维素酶酶学性质进行分析.通过筛选约65万个文库克隆,获得一个有纤维素酶水解活性的克隆,预测该纤维素酶基因全长为1 419 bp,编码蛋白分子量(Mr)为50.99×103,蛋白的氨基酸序列与Rhizobacter sp.S-16中的内切葡聚糖酶有88.66%的相似性,蛋白同源比对结果表明该酶属于糖苷水解酶第五家族(GH5),将其命名为YNEG5;对YNEG5的生化特性进行分析,确定其最佳反应温度为66℃,最适pH为4.8,该酶热稳定性良好且对工业试剂尿素具有较强的耐受性.本研究基于功能宏基因组学技术获得一个具有工业应用潜能的纤维素酶,可为不可培养微生物中纤维素酶的挖掘提供参考.(图10表1参36)

拮抗南方根结线虫PKS基因的筛选及活性评价

土壤环境中蕴藏着巨大的微生物资源,而99%的土壤微生物不能用传统的纯培养。本研究基于西藏米拉山高寒草甸土壤微生物宏基因组Fosmid文库,采用PCR方法从文库中筛选PKS基因,以南方根结线虫(Meloido-gyne incognita)为靶标测定其杀线活性,并验证温室盆栽防效。从Fosmid文库中筛选得到2个含PKS基因的克隆K99和K82。K99属于Ⅰ型PKS,K82属于杂合PKS/NRPS;K99发酵液、热处理发酵液浸泡南方根结线虫J2 12 h后,杀线活性为100%。温室盆栽防效结果表明,K99的发酵菌液对南方根结线虫的防效为89%。K99能产生一种外分泌有杀线活性的物质,其热稳定性好,具有重要的开发利用价值。