水平基因转移及其在污染修复中的应用

水平基因转移加速了部分生物体基因组的进化和革新;但随着基因改造生物的大量运用,由水平基因转移引起的生态安全问题越来越成为人们争论的焦点.由于大量异生污染物的产生,污染地区成为细菌水平基因转移的一个"热点"区域.为了实现污染地区的生物修复及强化难降解废水处理的效果,人为的制造和加快特定降解基因的水平转移被认为是解决这些问题的一个新思路.图2参57     

慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)聚羟丁酸合成酶基因(phbC)突变体的构建及其特性

通过转座子Tn5诱变和同源重组，构建了Bradyrhizobium japonicum USDA110聚羟丁酸合成酶基因(phbC)突变体．序列测定确定了转座子插入的精确位置，所获得的4个转座子诱变的质粒其Tn5插在phbC基因内两个相距仅9bp的位点．被Southern和PCR证实的突变体菌株仍能产生相当于野生型菌株12．97％—25．10％的PHB，并且在突变体和野生型菌株总DNA杂交图上都呈现出一条约5kb的阳性带，推测在B.japonicum基因组中存在不止一个聚羟丁酸合成酶基因．图3表4参17     

三种类型油菜(Brassica spp.)和野芥菜(B. juncea var.gracilis Tsen et Lee)杂交亲和性及F1的适合度--潜在基因转移的研究

通过人工去雄授粉，采用荧光显微镜观察了3种类型栽培油菜花粉在两地采集的野芥菜柱头上的萌发生长情况，结合杂交后的结实率，探讨了3种类型油菜和野芥菜杂交的亲和性．结果表明，甘蓝型油菜和芥菜型油菜与野芥菜的亲和性都非常高，亲和性指数达10．0以上，而白菜型油菜和野芥菜的亲和性较低，亲和指数小于0．2．子一代的适合度研究结果表明，芥菜型油菜向野芥菜杂交一代的适合度没有降低，而甘蓝型及白菜型和野芥菜杂交一代的适合度明显下降，表现在花粉活力降低，结实率极低．上述结果表明，白菜型油菜和野芥菜的基因转移可能性最小，甘蓝型居中，而芥菜型极易向野芥菜发生基因转移．     

一种新的好氧反硝化菌筛选方法的建立及新菌株的发现

利用间歇曝气富集,氰化钾(KCN)选择培养基筛选好氧反硝化的细菌,通过形态学特征、生理生化反应及16SrDNA同源性比较对筛得菌株进行鉴定,并对其好氧反硝化相关基因napA进行扩增并测序比较.筛选到一株可以柠檬酸钠为碳源,硝酸钾为氮源,进行好氧反硝化的细菌.在溶解氧(DO)为(9.0±0.5)mg/L的培养基中,该菌株5 d内将硝态氮由282.0 mg L-1降解至149.2 mg L-1,其硝态氮去除率为46.47 ng mg-1min-1,同时亚硝态氮仅有少量的积累.经鉴定,初步判定它为假单胞菌属,命名为Pseudomonas sp.Y2-1-1.从其基因组中扩增出与好氧反硝化相关的周质硝酸盐还原酶(NAR)的亚基napA基因,并与已报道的napA基因进行Blast比较,发现具有较大差别.利用间歇曝气富集,氰化钾(KCN)选择培养基筛选好氧反硝化的细菌是非常有效的.初步认为Pseudomonas sp.Y2-1-1是一株新的好氧反硝化菌.图6表3参12     

转pBinMoBc基因棉花的培育与应用

采用农杆菌介导法将含有复合OM启动子和增强子Ω因子的外源基因pBinMoBc导入冀棉20中.转化再生株经分子检测表明,外源基因已整合到转基因植株基因组内,并得到了表达,转化外源基因插入拷贝数是1~2个.转化后代材料经6~7代选育为纯合品系2001pb-3.2001pb-3抗虫性较好,每公顷产皮棉1534.5kg,比对照增产18.68%.图5表3参4     

不同碳源条件下草菇内切型纤维素酶基因（eg1）转录表达的分析

利用Northernblot方法分析了不同碳源条件下草菇切型纤维素酶基因(eg1)的表达.结果发现,在含有纤维素的液体培养基中生长10d,eg1在草菇菌丝中有高效表达;纤维二糖、α-乳糖、β-乳糖,也能诱导eg1的表达,但和纤维素相比,eg1的表达量相对较低,并且它们的诱导效应在加入这类糖12h后迅速减弱;槐糖和龙胆二糖的诱导作用非常弱.在天然稻草为基质的固体栽培料生长时,草菇eg1的表达和草菇菌丝生长与出菇相对应,在菌丝生长期(d8)可见eg1的表达,d12时菌丝已长满,表达减弱,在出菇及菇体的分化及增大期,eg1的表达量逐渐增强,在成熟期达到最高水平;表明在草菇菇体发育中需要更多碳源及能源的补充,eg1在这方面起着非常重要的作用.图4参14     

鸡贫血病毒(CAV)vp1基因的克隆及与其他CAV vp1基因的比较

把一个新鸡贫血病毒(CAV)的vp1基因通过PCR扩增，然后克隆到质粒载体pUC18上．vp1基因包含1347个碱基对，并且推定的VP1蛋白氨基酸序列含有449个氨基酸．通过DNA BLAST软件把该基因的序列数据与在GenBank中发表的其他vp1基因比较显示，克隆的vp1基因与已发表的其他vp1基因之间存在许多核甘酸差异．核甘酸的变异导致其编码蛋白质的某些氨基酸发生改变．氨基酸的改变主要集中在VP1蛋白的29、75、125、141、144、251、254、447位．在这些变异中，许多氨基酸的电荷和／或疏水性发生了改变，例如：Gly→Glu、Val→Glu、Ala→Thr、Leu→Gln、Cys→Trp、Leu→Arg、Arg→Ala、Gly→Ser、Ser→Ala、Glu→Gly、Gly→Thr等．通过CLUSTAL X软件比较了6个不同的vp1基因．该vp1基因已被GenBank登录(登录编号：AF448446)．VP1蛋白是CAV的唯一衣壳蛋白，因此VP1的氨基酸变异可能影响该蛋白质的抗原特征．对该vp1基因进一步进行免疫学研究具有重要意义，并且有可能应用该基因构建CAV基因工程疫苗．图1表3参20     

极端嗜热菌海栖热袍菌木聚糖酶B的克隆和表达

极端嗜热菌海栖热袍菌MSB8(ThermotogamaritimaMSB8)能够利用木聚糖代谢 ,并具有两个产木聚糖酶的基因 .本研究首次克隆和在大肠杆菌中表达海栖热袍菌MSB8的第 2个木聚糖酶基因即xynB基因 .以基因组DNA为模板 ,根据xynB基因的全序列设计了两对引物 ,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB基因片段 .选用pET2 8a(+)表达载体 ,NcoI-HindⅢ酶切位点并编码了羧基端 6×His标签的阳性克隆表达成可溶且具有生物活性的蛋白质 .xynB结构基因由 10 4 4对碱基组成 ,编码 347个氨基酸 .根据已知木聚糖酶蛋白质氨基酸的同源性分析 ,XynB与T .sp.strainFjSS3-B .1的XynA的同源性最大 ,为 85 % ,与T .neapolitana的XynB同源性次之 ,为 82 % ,与其它木聚糖酶的同源性小于 4 3% .另外 ,XynB属于F/ 10族木聚糖酶 ,且含有单一功能区 .表 3图 3参 12     

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.     

微生物抗重金属毒性研究进展

不少重金属是微生物正常生长的必需元素 ,但是当重金属在菌体内浓度过高时 ,会对菌体产生毒性。微生物可通过细胞的表面富集与细胞膜成分的改变减小毒性的破坏 ,在重金属进一步的诱导下 ,菌体会产生由结构基因与调节基因组成的抗性基因 ,通过多途径的联合作用对重金属的毒性进行解毒