大黄欧文菌中蔗糖异构酶基因的克隆表达及应用

以大黄欧文菌(Erwinia rhapontici)NX-5基因组DNA为模板,PCR扩增得到编码蔗糖异构酶(SIase)的基因palⅠ,构建克隆载体pUC18-palⅠ。经测序正确后,将palⅠ亚克隆至表达载体pET-22b(+)上,并在E.coliBL21(DE3)中成功表达相对分子质量约为66 000的可溶性蛋白。通过Ni-NTA柱对表达产物进行纯化,纯酶的比活为40 U/mg。转化条件研究表明:重组菌能够高效转化质量分数为50%的蔗糖溶液,转化液中异麦芽酮糖得率为85%。

解淀粉欧文氏菌噬菌体Kuerle的分离、基因组测定及其裂解功能分析

【背景】解淀粉欧文氏菌(Erwiniaamylovora)是仁果类果树火疫病的病原体,对全球苹果和梨的生产构成严重威胁。随着抗生素耐药菌株的出现,火疫病的防治面临巨大的挑战。【目的】分离一种新的裂解解淀粉欧文氏菌的噬菌体,并分析该噬菌体裂解相关基因的功能,为火疫病的防治提供新的选择。【方法】以解淀粉欧文氏菌Ea102为宿主菌,采用双层平板法从流行火疫病的果园土壤中分离噬菌体。通过噬菌斑和透射电镜观察其形态。用PacBio测序技术测定噬菌体基因组,SPAdes组装序列,RAST注释基因组。通过大肠杆菌原核表达系统分析噬菌体Kuerle的裂解机制。【结果】分离纯化出一株裂解解淀粉欧文氏菌的噬菌体,命名为Kuerle。Kuerle由二十面体衣壳的头部和短尾组成,潜伏期约为50 min,裂解量约为240 pfu/cell。噬菌体基因组全长75599 bp,GC含量48.0%,末端有393 bp的重复序列,未发现与溶原调控相关的基因。共预测到85个开放阅读框(open reading frame,ORF),其中33个已知功能蛋白中包含一个由3550 aa组成的巨大病毒颗粒相关的RNA聚合酶(virion-associated RNA polymerase,vRNAP),该vRNAP是Schitoviridae科噬菌体的主要特征之一。病毒粒子和基因结构表明噬菌体Kuerle属于有尾噬菌体类的Schitoviridae科病毒。聚集在DNA晚期表达区的3个裂解相关基因holin、endolysin和spanin组成了“裂解盒”。在大肠杆菌中Kuerle-holin的表达会抑制细胞的生长,而Kuerle-endolysin的表达可裂解细胞。二者共表达时Kuerle-holin会加速Kuerle-endolysin引起的细胞裂解。用叠氮化钠抑制细菌的一般分泌系统(Sec)或Kuerle-endolysin N端信号序列的缺失均会导致endolysin裂解功能丧失。上述结果表明噬菌体Kuerle具有pinholin-SAR endolysin裂解系统。Kuerle-holin(pinholin)使细胞质膜去极化以激活分泌的Kuerle-endolysin(SAR endolysin)降解肽聚糖层。【结论】Kuerle是一株烈性噬菌体并且Kuerle-endolysin抑菌效果显著,为后续火疫病生防试剂的制备提供了理论依据和研究材料。

桃色欧文氏菌Cp2脂多糖对秀丽隐杆线虫生长发育的影响

【目的】探究桃色欧文氏菌Cp2脂多糖(Erwinia persicina Cp2 Lipopolysaccharides,Cp2-LPSe)对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)生长发育的影响。【方法】以野生型秀丽隐杆线虫N2为材料,用试剂盒法提取纯化Cp2-LPSe,用不同浓度Cp2-LPSe(0、0.157、0.314、0.471、0.628与0.785 EU/mL)处理秀丽隐杆线虫,测定其咽泵次数、繁殖能力、体脂含量、寿命长短、运动速度、运动振幅、身体弯曲频率等指标。【结果】各Cp2-LPSe浓度的处理下,秀丽隐杆线虫的生长发育总体呈现先上升后下降的趋势,当浓度低于0.314 EU/mL Cp2-LPSe时,除体脂含量外各指标均显著高于对照(P<0.05),并在0.314 EU/mL达到最大值;浓度超过0.314 EU/mL时,各指标均显著低于对照(P<0.05)。【结论】低于0.314 EU/mLCp2-LPSe处理秀丽隐杆线虫会提高其咽泵次数、运动速度、身体弯曲频率、运动振幅,在体脂含量不增高的前提下提高其繁殖能力、延长其寿命,促进其生长发育。本研究为Cp2-LPSe作为一种延缓机体衰老制剂的开发提供理论依据。

北京欧文氏菌4个糖基转移酶活性测定及蛋白相互作用分析

北京欧文氏菌(Erwinia beijingensis)可引起刺芹侧耳细菌性软腐病,为明确该病原菌中糖基转移酶的功能,以糖基转移酶基因为研究对象,构建重组表达载体进行表达纯化;并测定蛋白活性,分析蛋白间相互作用。结果表明,成功构建了原核表达载体,获得4个可溶性蛋白。经亲和层析柱纯化获得MshA、WbnH2、EpsH及TuaG蛋白,活性测定显示4个蛋白均可以利用UDP-糖,并优先利用UDP-半乳糖。GST pull down证实WbnH2及TuaG蛋白分别与MshA及EpsH蛋白在体外具有相互作用。以上研究结果为进一步研究北京欧文氏菌糖基转移酶基因功能奠定了基础。

桃色欧文氏菌Cp2胞外多糖测定方法及培养条件的优化

【目的】明确紫花苜蓿(Medicago sativa)种带桃色欧文氏菌(Erwinia persicina)Cp2胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的含量测定方法及其最佳培养条件,获得更高产量的胞外多糖。【方法】采用单因素试验优化Cp2 EPS的测定方法和培养条件。【结果】优化后的苯酚硫酸法测定条件为最大吸收波长490 nm、显色时间20 min、显色温度100℃、苯酚质量分数5%、苯酚用量0.80 mL、浓硫酸用量5.00 mL;优化后的最适培养基为大豆蛋白胨20.00 g、K_(2)HPO_(4)1.50 g、MgSO_(4)·7H_(2)O 1.50 g、淀粉25.00 g、蒸馏水1.00 L,pH值7.0~7.2,121℃灭菌15 min;富集培养温度30℃。【结论】苯酚硫酸法较蒽酮硫酸法更适于测定Cp2 EPS。采用优化后的培养条件桃色欧文氏菌Cp2 EPS产量较优化前增加了365.91%。同时本研究结果将为桃色欧文氏菌Cp2胞外多糖的功能研究及产品开发提供理论基础。

镧对软腐欧文氏菌生长及其胞外酶活性的影响

研究了镧对软腐细菌（Ｅｒｗｉｎｉａｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉ，Ｅｃｈ）生长及胞外酶活性的影响。结果表明，Ｌａ３＋浓度为５０、１００、１５０、２００、２５０、３００和３５０ｍｇ／Ｌ时，固体培养中对Ｅｃｈ生长均呈抑制作用，且随浓度提高，抑制作用加强，表现为菌落出现时间比对照延长，７ｄ后的菌落直径比对照减小。液体培养中，浓度＜２００ｍｇ／Ｌ，Ｌａ在２４ｈ内对Ｅｃｈ生长有轻微刺激作用；但随着浓度提高和培养时间的延长，Ｅｃｈ生长明显受到抑制。当Ｌａ３＋浓度＞３５０ｍｇ／Ｌ，Ｅｃｈ生长基本处于停止状态；浓度为２００ｍｇ／Ｌ，对Ｅｃｈ产生胞外酶能力有一定影响，其中对纤维素酶活性增强最明显，其次是蛋白酶，而对果胶酶活性有减弱作用。经稀土处理的无细胞滤液对马铃薯块茎组织的浸离力降低。

欧文氏菌和棒杆菌的属间融合研究

研究了用原生质体融合技术获得欧文氏菌和棒杆菌的融合细胞。串联发酵Ｄ－葡萄糖产生２－酮基－Ｌ－古龙酸的第一步发酵菌株欧文氏菌ＳＣＢ２４７经０．８ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解０．５ｈ后，原生质体的形成率和再生率分别为９９．８％和２７．８％。第二步发酵菌株棒杆菌ＳＣＢ３０５８经预处理后由１．３ｍｇ／ｍＬ溶菌酶酶解２ｈ，原生质体的形成率和再生率分别为９９．５％和５６．３％。用携带氨苄青霉素抗性标记的ＳＣＢ２４７和经热灭活的ＳＣＢ３０５８为亲本，在４０％ＰＥＧ６０００和０．２ｍｏｌ／Ｌ新生磷酸钙等适宜条件下融合，融合频率为３．６×１０^(－６)。在非选择和选择培养基上连续传代十几次后，对融合子的单菌形态、染色结果、菌落形态、色泽、总蛋白量、同工酶、发酵性能等方面与亲本进行了比较。结果表明，融合子确系棒杆菌和欧文氏菌的融合细胞。摇瓶发酵结果显示，所得的３８株稳定的融合子中约４０％能转化葡萄糖为维生素Ｃ前体２－酮基－Ｌ－古龙酸。

菊欧文氏菌分子检测技术的研究

蝴蝶兰细菌性软腐病对蝴蝶兰的生长危害严重,Erwinia chrysanthemi(菊欧文氏菌)、Erwinia carotovora subsp. carotovora(胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜软腐亚种)是引起蝴蝶兰软腐病的主要病原细菌,其中E.chrysanthemi被列入我国三类检疫性有害生物。本文对菊欧文氏菌分子检测技术进行了研究,设计出针对该病原细菌的特异性引物,应用实时荧光PCR方法检测样品中存在的菊欧文氏菌,检测灵敏度达到102cfu/mL。

一株新的胡萝卜软腐欧文氏菌的分离和鉴定

从大白菜软腐组织中分离出一株软腐病细菌BC1,经过形态观察、生理生化特性分析、致病性检测和 16SrDNA序列分析 ,该分离物被鉴定为胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜亚种 (Erwiniacarotovorasubsp .carotovora ,Ecc)的一个新菌株 ,编号为BC1。这是首次从 16SrDNA序列水平上对在我国分布的软腐欧文氏菌进行鉴定。EccBC1的 16SrDNA序列与其它软腐欧文氏菌株的 16SrDNA序列之间同源性达 98 7%～ 99 3% ,而且在系统发育树中独立于Ecc其它菌株。序列分析结果表明 ,EccBC1具有至少 2种不同的 16SrDNA序列 ,它们都在第 4 5 9位和 4 73位 (相对于大肠杆菌 16SrDNA序列 )发生碱基突变 ,同一基因中两个突变位点之间彼此互补 ,处于 16SrRNA螺旋H17颈部 ,而且这两处碱基变异只存在于BC1菌株中。通过与其它软腐欧文氏菌亚种和菌株 16SrDNA序列进行比对分析 ,还进一步鉴定出一些BC1菌株特异的 16SrDNA碱基突变位点。本文报道的EccBC1两个 16SrDNA序列在GenBank中的登录号分别为AY30 90 6 8和AY30 90 6 9。

软腐欧文氏菌致病性的研究进展

由Ecc,Ech,Eca三种主要病原菌引起的软腐病是世界农业生产上危害很严重的病害之一。目前,对软腐欧文氏菌与植物的互作在世界范围内的大量研究,已经为深入揭示其致病的分子机理提供了有效帮助,并将为软腐病的有效防治提供新的思路和手段。文章将就软腐欧文氏菌的重要致病因子、致病过程中病原菌与植物的基因表达等作综述。

噬夏孢欧文氏菌(Erwinia uredovora)类胡萝卜素合成相关基因crtE的克隆及其在大肠杆菌中的表达

噬夏孢欧文氏菌基因crtE编码GGPP合成酶。通过PCR扩增获得crtE基因,克隆进表达载体,构建表达质粒pET-15bcrtE。重组质粒转化E.coli BL21(DE3),构建工程菌;重组GGPP合成酶在大肠杆菌中实现了高效表达,表达量占菌体总蛋白的42%。重组蛋白以包含体形式存在,包含体经洗涤、尿素溶解、复性并经镍离子亲和层析树脂纯化,得到了电泳纯的重组噬夏孢欧文氏菌GGPP合成酶,带有His-tag的该蛋白分子量为34kDa,pI值为6.3。

胡萝卜软腐欧文氏菌分子检测技术的研究

胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜亚种Erwinia carotovorasub sp.carotovora(Ecc)是引起魔芋和马蹄莲软腐病的主要病原细菌.本研究根据细菌L-氨基酸渗透酶同源基因设计URP核苷酸序列特异性引物进行普通PCR、巢式PCR,同时采用细菌16S-23S rDNA间的ITS序列设计引物及TaqMan探针进行实时荧光PCR,对样品中存在的胡萝卜软腐欧文氏菌进行检测,并比较了3种检测方法的特异性和灵敏度.结果表明,应用实时荧光PCR方法检测样品,其中存在的胡萝卜软腐欧文氏菌的最低菌悬液浓度可达10 cfu/mL;巢式PCR灵敏度也可检测到10 cfu/mL;而用普通PCR最低可检测到103cfu/mL.用实时荧光PCR和巢式PCR方法检测病菌,其灵敏度都比常规PCR提高了100倍,且实时荧光PCR方法更快速、简便、安全、准确,不需PCR的后续处理.实时荧光PCR方法适用于种苗、种球等检测领域.

芽孢杆菌和欧文氏菌的原生质体融合的研究

采用原生质体融合技术对带有链霉素标记的芽孢杆菌B12 13 2 和带有红霉素标记的欧文氏菌E2 6 2 3 进行原生质体融合。采用选择性及非选择性培养基对融合子进行 10次重复性传代试验后 ,获得稳定的融合子 2 84株 ,经重复性苎麻脱胶试验 ,从中获得 6株脱胶效果较好的融合子。

菌体脂多糖在大白菜软腐欧文氏菌对寄主根表吸附中的作用

用两种方法分别洗除菌体胞外多糖(EPS)和脂多糖(LPS),经在大白菜幼苗上测定表明,菌体洗除 LPS 后对寄主根表的吸附能力明显减弱,吸附菌量随无 LPS 的菌体在混合接种体中比例的增高而降低,在无 LPS 的菌体接种体中加入 LPS 提取物,可使吸附能力恢复到正常水平;平行测定的 EPS 不发生上述影响。用 EPS 和 LPS 对根表进行预处理,均可明显抑制完整菌体(不洗,含 EPS 和 LPS)和无 EPS 的菌体对根表的吸附,但只有 LPS 预处理使无LPS 的菌体吸附量提高2—3倍。用大白菜对该菌的专化性细菌凝集素 Agin-SD60所作的菌体凝集试验表明,菌体洗除 LPS 后不再被 Agin-SD60所凝集。根据以上结果认为,菌体脂多糖在大白菜软腐欧文氏菌与寄主的接触识别中可作为细菌识别子起作用。

四株胡萝卜软腐欧文氏杆菌胡萝卜亚种新菌株的分离鉴定

采用棋盘式取样法,从正茬、重茬、连作2年和连作3年的马铃薯播前、现蕾期、成熟期和收获期4个不同阶段采集马铃薯根围土样。以稀释平板法,用选择性培养基CVP分离软腐欧文氏杆菌,共得到42个菌株。在形态学观察和生理生化特性测定的过程中发现编号为GAUP-b410、GAUP-b492、GAUP-b416和GAUP-d34等4个菌株的主要性状一致,且与其他菌株的性状不同。致病性测定结果显示,这4个菌株均能引起马铃薯薯片腐烂。对其中的2个菌株进行了16S rDNA序列分析,其PCR产物的序列与GenBank上登记的18个分离自中国大白菜上的Erwinia carotovorasubsp.carotovora菌株的亲缘关系最近,同源性均达99%。利用DNAStar软件绘制系统发育树状图,菌株GAUP-b410亦与这18个E.carotovorasubsp.carotovora菌株位于系统发育树的同一分支,聚为一类;菌株GAUP-b492与其中的16个E.carotovorasubsp.carotovora菌株位于系统发育树的同一分支,聚为一类;结合生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定这4个菌株为胡萝卜软腐欧文氏杆菌胡萝卜亚种(E.carotovorasubsp.carotovora)新菌株。

胡萝卜软腐欧文氏菌CXJZU-120的选育及其脱胶性能研究

为寻求更适宜于生产应用的麻类生物脱胶高效菌株,对苎麻脱胶菌株CXJZ95-198进行紫外诱变,存活菌株的生理特性研究和脱胶功能实验发现:紫外线处理120 s获得的变异菌株CXJZU-120性状稳定;在5.5～6.0 h完成苎麻脱胶,总胶质脱除率达87.22%;该菌经10.0 h培养,发酵液中的果胶酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶活分别为211.2 U/mL、374.8 U/mL和96.6 U/mL;该菌株在固态培养基中培养16.0～17.0 h开始显棕褐色,液态发酵培养基中培养5.0～5.5 h开始显蓝绿色,接种到苎麻上发酵5.0～5.5 h开始显蓝色。该结果表明,变异菌株CXJZU-120与出发菌比较,不仅在脱胶功能和产酶性能上有所提高,而且繁殖速度快,发酵时具有特别的显色现象,对于该菌在生产中的应用具有重要意义。

Ca^(2+)、Mn^(2+)等8种金属离子对软腐欧文氏菌一些致病因子的影响

在离体试验中,不同金属离子对马铃薯软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)菌株StEcc-12生长,产生胞外酶和胞外酶活性具有不同的影响。在含果胶酸钠的培养液中,Ca^(2+)促进生长,并使培养液中的果胶裂解酶(PL)、果胶水解酶(PG)和蛋白酶3种胞外酶分别提高1.4～23.4倍,0.3～2.9倍和0.7～6.5倍。Mn^(2+)对StEcc-12生长及产生3种胞外酶的影响与Ca^(2+)相似。Ni^(2+)显著抑制细菌的生长,但在含Ni^(2+)培养液中3种胞外酶的单位活性比对照高1.7倍以上。在酶粗提液中分别加入上述3种离子对PL酶的活性均有抑制作用。Zn^(2+)对细菌生长没有显著影响,高浓度Al^(3+)抑制细菌生长,这2种离子均能促进3种胞外酶的产生。随着Fe^(2+)和K^+浓度的增高,细菌生长减少,两种果胶酶产量降低,蛋白酶产量增加,粗提液中PL酶活性下降。Mg^(2+)对细菌生长和胞外PG产生没有明显影响,提高Mg^(2+)浓度有利于PL的产生。酶粗提液中加入Mg^(2+)后PL活性增高。所有以上离子都能使聚半乳糖醛酸发生不同程度的凝聚,但只有Ca^(2+)和Mg^(2+)的有效凝聚浓度与薯块的实际浓度接近。

棒状杆菌2,5-DKG还原酶基因在欧文氏菌中的表达

将能够在大肠杆菌内高效表达棒状杆菌２，５ＤＫＧ还原酶Ｉ基因的质粒ｐＢＬ４改造成为具有链霉素抗性的质粒ｐＢＬＳ，采用改进的感受态转化法将ｐＢＬＳ导入能够利用葡萄糖高产２，５ＤＫＧ的欧文氏菌ＳＣＢ１２５中，通过提高温度诱导，经ＳＤＳＰＡＧＥ分析２，５ＤＫＧ还原酶Ｉ获得了高效表达，占菌体总蛋白的２２％，不形成包涵体。体外酶活测定结果表明表达的酶具有较高的活力。同时，通过凝胶活力染色发现了宿主欧文氏菌ＳＣＢ１２５中存在一个活力较强的２酮基醛糖还原酶。

大黄欧文氏菌蔗糖异构酶控制产物特异性基序的定点突变

大黄欧文氏菌(Erwinia rhapontici)蔗糖异构酶催化蔗糖异构为异麦芽酮糖和海藻酮糖,具有一个可能控制产物特异性的325RLDRD329基序。本研究以定点突变方法对该基序的带电荷氨基酸进行突变,共构建R325D、R328A、R328D、R328Q和D329N5个突变体。通过对突变体的酶学特性及突变体转化蔗糖的产物组成分析,结果显示所构建突变体的Km值上升约2～5倍,比活力下降至野生型SI比活力的11.8%～25.3%。HPLC分析显示Arg325和Arg328分别突变为Asp,导致产物中异麦芽酮糖/海藻酮糖的比例从6.93分别降至0.96和2.92,并伴随一个未知寡糖出现。Arg328突变为Ala和Gln同样导致反应产物中海藻酮糖比例上升,异麦芽酮糖比例下降。但是突变体D329N反应产物比例没有变化。以上结果表明325RLDRD329基序对大黄欧文氏菌蔗糖异构酶的酶活具有重要作用,并对酶的产物特异性产生影响。本研究结果将为该酶的作用机理研究奠定基础。

彩色马蹄莲欧文氏菌PCR检测

采用聚合酶链式反应(PCR)技术检测彩色马蹄莲欧文氏菌纯培养和彩色马蹄莲样品,并用分离培养技术加以验证。结果表明,PCR能特异地检测出所有10个彩色马蹄莲欧文氏菌菌株,并证实了昆明地区侵染彩色马蹄莲的细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwiniacarotovorasubsp.carotovora)。PCR与分离培养技术检测结果基本一致,但总体上PCR检测阳性率稍高于分离培养检测的发病率。接种马铃薯、大白菜24h后接种点处均出现明显软腐症状。该项技术具有更高的灵敏度,适用于彩色马蹄莲种苗的检测和病害流行学研究。