银耳生物反应器的基础研究

银耳生物反应器的基础研究

论文摘要

本研究以银耳芽孢为材料,进行如下研究:采用分子标记筛选确定用作转化的银耳受体菌株;优化电激转化条件;构建蘑菇gpd启动子调控的egfp基因银耳表达载体,验证egfp基因在银耳中的表达;克隆银耳自身的gpd启动子,利用egfp基因验证银耳的启动子活性;构建银耳gpd启动子调控人胰岛素基因银耳表达载体转化银耳。具体结果如下:1银耳受体菌株的筛选菌株筛选结果表明,采用ISSR和RAPD两种分子标记,三个引物将14个菌株分为五类,其中第V类包含的9个菌株在DNA水平上没有任何差异,说明银耳菌种同种异名现象比较严重。根据树状分析图挑选出有一定差异的5个菌株,衡量生长速度,测定各菌株芽孢产量,结果表明T0006产量最高,生长速度最快,T0001和T0026次之。但经抗药性测定,T0006对卡那霉素和潮霉素有抗性,T0001对潮霉素敏感性较强,因此根据以上初步筛选的结果最后确定T0001作为转化受体菌株,潮霉素为筛选标记。2高效电激转化体系的建立以T0001作为转化受体菌株,影响菌株T0001的电激转化条件的实验结果表明,菌株T0001的电激转化需要先对芽孢进行预处理才能获得转化子,用2%溶壁酶处理1h效果最佳。电压300伏,电阻600欧姆,电容25微法为菌株T0001的最适转化条件。此外,我们在电激缓冲液中加入浓度为7%PEG4000时,转化率得到较大提高,达到9.25×106个/μg质粒DNA。3蘑菇gpd启动子调控egfp基因银耳表达载体的构建及表达初探以质粒pCAMBIA1300和pEGFP为出发质粒,构建了带有双孢蘑菇gpd启动子、Tnos终止子及egfp基因的片段的表达载体pCB-BEGFP,采用以上优化后的电激条件利用电激介导转化法,把携带egfp基因的银耳表达载体pCB-BEGFP导入菌株T0001中,验证egfp基因在菌株T0001中的表达情况。转化获得了大量的转化子,通过对转化子的PCR检测(包括egfp基因、Tnos终止子),证实了egfp基因已整合到转化子基因组DNA中。转化子用蓝光激发,在荧光显微镜下发绿光及其蛋白电泳表明,双孢蘑菇gpd启动子在银耳芽孢中可以很好的调控外源基因的表达,egfp基因在银耳中得到表达。4银耳3-磷酸甘油醛脱氢酶(gpd)基因及其启动子的克隆及功能初步分析采用根据gpd氨基酸序列设计的简并引物,以菌株T0001总RNA为模板,逆转录PCR克隆了3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的cDNA,该序列长1008bp,编码的蛋白含有336个氨基酸残基,与9种真菌3-磷酸甘油醛脱氢酶氨基酸序列进行比对,相似性达81.52%。通过Tail-PCR方法克隆了该基因的长度500bp的启动子区域,序列分析表明片段含有TATAAA盒,位于转录起始位点“A”上游25位置,还含有其它很多有关启动子的元件和因子。构建了含有此启动子区域及gus基因的银耳表达载体TGP1301,电激转化菌株T0001,随机挑取的5个转化子,GUS活性检测,有4个变为浅蓝色,初步证明该启动子有驱动外源基因在菌株T0001芽孢中表达的能力。5利用egfp基因研究银耳的启动子活性利用egfp基因研究银耳的启动子活性结果表明:成功构建了含有银耳gpd启动子及egfp基因的银耳表达载体pCB-TEGFP,根据以上电激转化条件转化银耳芽孢,载体pCB-TEGFP被转入菌株T0001基因组中;转化子蓝光的激发下,荧光显微镜观察到很强的绿光;荧光光谱测定两个转化子最大荧光激发波长Ex分别为492nm和484nm,最大荧光发射波长Em都为510nm;转化子蛋白SDS-PAGE电泳,转化子的蛋白与阴性对照相比,在大约27kDa与预期的蛋白分子量相近处有一明显的蛋白条带出现。这些结果表明egfp基因在银耳芽孢中正确表达,克隆的银耳gpd启动子具有很好的调控外源基因在银耳中表达的能力。6人胰岛素基因转化银耳及分子检测将银耳gpd启动子试用于启动药用蛋白基因,构建了携带银耳gpd启动子及人胰岛素基因的银耳表达载体pCB-TBCA400,利用电激介导转化法,把携带人胰岛素基因的银耳表达载体pCB-TBCA400导入菌株T0001中,获得了大量的抗性菌株。通过对抗性菌株进行抗性鉴定、PCR检测证实了外源基因已整合到抗性菌株基因组DNA中。胰岛素基因在菌株T0001芽孢中的表达有待于进一步验证。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 1 银耳生物反应器的研究背景
  • 2 银耳的介绍
  • 2.1 银耳的形态结构
  • 2.2 银耳的生活史
  • 2.3 银耳芽孢适合生长的环境
  • 2.4 银耳的研究状况
  • 2.5 分子标记技术在食用菌研究中的应用
  • 2.6 食用菌遗传转化方法的研究
  • 2.7 食用菌选择标记的研究
  • 2.8 食用菌启动子的研究
  • 3 绿色荧光蛋白研究进展
  • 3.1 绿色荧光蛋白的性质
  • 3.2 绿色荧光蛋白的化学结构
  • 3.3 绿色荧光蛋白的发光机制
  • 3.4 GFP突变体
  • 3.5 GFP及其突变体在微生物中的应用
  • 3.6 绿色荧光蛋白标记菌株的检测方法
  • 3.7 GFP标记基因在真菌中的应用前景
  • 4 胰岛素的研究进展
  • 4.1 胰岛素的研究简史
  • 4.2 胰岛素的生物合成
  • 4.3 胰岛素的结构与功能
  • 4.4 胰岛素的基因工程研究进展
  • 4.5 胰岛素的市场前景
  • 5 转基因生物的安全性
  • 5.1 选择安全的选择标记
  • 5.2 选择安全型载体
  • 5.3 启动子的转基因安全性
  • 6 本研究的目的意义
  • 第一章 银耳转化受体菌株的筛选
  • 1 材料与方法
  • 1.1 供试菌株
  • 1.2 培养基
  • 1.3 试剂与仪器
  • 1.4 芽孢培养
  • 1.5 DNA提取方法
  • 1.6 RAPD分析
  • 1.7 ISSR分析
  • 1.8 银耳芽孢生长速度与产量分析
  • 1.9 抗药性测定
  • 2 结果与分析
  • 2.1 DNA的提取
  • 2.2 遗传多样性分析
  • 2.3 银耳芽孢培养
  • 2.4 抗药性标记筛选
  • 3 小结与讨论
  • 第二章 银耳电激转化体系的建立
  • 1 材料与方法
  • 1.1 菌株与质粒
  • 1.2 培养基
  • 1.3 试剂
  • 1.4 质粒DNA的分离提纯
  • 1.5 银耳芽孢预处理
  • 1.6 转化方法
  • 1.7 计算与统计分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 芽孢预处理对质粒DNA转化率的影响
  • 2.2 电压对质粒DNA转化率的影响
  • 2.3 电激缓冲液对质粒DNA转化率的影响
  • 2.4 质粒浓度对质粒DNA转化率的影响
  • 3 小结与讨论
  • 3.1 芽孢预处理对质粒DNA转化率的影响
  • 3.2 电压对质粒DNA转化率的影响
  • 3.3 电激缓冲液对质粒DNA转化率的影响
  • 3.4 质粒浓度对质粒DNA转化率的影响
  • 3.5 电激转化率的问题
  • 第三章 蘑菇gpd启动子调控的增强型绿色荧光蛋白基因银耳表达载体构建及其表达
  • 1 实验材料
  • 1.1 供试菌株与质粒
  • 1.2 培养基
  • 1.3 试剂
  • 1.4 主要仪器
  • 2 实验方法
  • 2.1 质粒DNA提取
  • 2.2 重组质粒pCB-BEGFP的构建
  • 2.3 银耳芽孢预处理
  • 2.4 转化方法
  • 2.5 转化子的分子检测
  • 2.6 转化子的表达检测
  • 3 结果与分析
  • 3.1 银耳表达载体pCB-BEGFP的构建技术路线图
  • 3.2 重组质粒的鉴定
  • 3.3 转化子菌落
  • 3.4 转化子抗性鉴定
  • 3.5 转化子的分子检测
  • 3.6 转化子的显微镜观察
  • 3.7 转化子聚丙烯酰胺凝胶蛋白电泳
  • 4 小结与讨论
  • 第四章 银耳gpd cDNA及启动子的克隆与序列分析
  • 1 实验材料
  • 1.1 菌种与质粒
  • 1.2 培养基
  • 1.3 试剂
  • 1.4 寡核苷酸引物
  • 2 实验方法
  • 2.1 基因组DNA的提取
  • 2.2 PCR扩增反应
  • 2.3 目的片段的回收、克隆及重组子的筛选
  • 2.4 gus融合表达载体的构建
  • 2.5 银耳表达载体TGP1301转化银耳芽孢
  • 2.6 gus基因的活性检测
  • 3.结果与分析
  • 3.1 银耳gpd基因的克隆
  • 3.2 银耳gpd基因的cDNA克隆
  • 3.3 银耳gpd基因上游片段的克隆
  • 3.4 启动子的克隆与序列分析
  • 3.5 银耳表达载体TGP1301的构建
  • 3.6 银耳芽孢的转化及gus基因的活性检测结果
  • 4 讨论
  • 4.1 RNA提取
  • 4.2 cDNA合成与克隆
  • 4.3 Tail-PCR
  • 4.4 启动子功能验证
  • 第五章 利用增强型绿色荧光蛋白基因研究银耳启动子的活性
  • 1 材料与方法
  • 1.1 供试菌株与质粒
  • 1.2 培养基
  • 1.3 试剂
  • 1.4 PCR产物回收
  • 1.5 PCR产物酶切
  • 1.6 质粒DNA提取
  • 1.7 重组质粒的鉴定
  • 1.8 重组质粒转化银耳芽孢
  • 1.9 转化子的表达检测
  • 2 结果与分析
  • 2.1 银耳gpd启动子调控制egfp基因表达载体的构建
  • 2.2 重组质粒的鉴定
  • 2.3 转化子的表达检测
  • 3 小结与讨论
  • 第六章 人胰岛素基因表达载体的构建及转化银耳
  • 1 材料与方法
  • 1.1 菌种
  • 1.2 主要试剂
  • 1.3 所用引物
  • 1.4 方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 重组质粒的PCR验证
  • 2.2 转化子抗性鉴定
  • 2.3 转化子的分子检测
  • 2.4 转化子的Southern杂交
  • 3 小结与讨论
  • 结论与展望
  • 1 主要研究结果
  • 2 创新点
  • 3 下一步研究内容
  • 参考文献
  • 缩略词及英汉对照
  • 附录1 双孢蘑菇gpd启动子、egfp基因及Tnos序列
  • 附录2 银耳gpd基因序列
  • 附录3 银耳gpd cDNA序列
  • 附录4 博士期间发表论文及参加课题
  • 致谢
  • 相关论文文献

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