抗真菌蛋白和几丁质酶基因克隆与表达研究

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随着大棚蔬菜的日益普及,防治真菌病害的化学农药带来的残余危害日益突出。在众多的生防菌中,木霉以其强大的拮抗和寄生植物病原菌而具有巨大的经济价值。在食品饲料和生物农药领域内木霉有着巨大的应用前景,对天然生防木霉的基因工程改造以提高抗植物病源真菌的效果有着巨大的理论和实际价值。 本文从大棚蔬菜病害土壤中采取土样,设计了特定的木霉分离培养基,分离得到了具有较强生防性能的木霉菌株W512。通过形态学观察和18S rDNA序列的测定,鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride)。对W512的18S rDNA序列进行了系统发育树分析,克隆了该菌株的几丁质酶基因ech。利用酶标仪和96孔板测定了植物病原真菌和生防木霉在液体培养基中的生长曲线。从产黄青霉中克隆了抗真菌蛋白基因组基因和cDNA基因。将融合型和非融合型抗真菌蛋白基因转入大肠杆菌BL21表达,SDS—PAGE检测到重组大肠杆菌产生相应分子量的蛋白条带,但未检测到抗真菌活性。构建了含有cbh1启动子和终止子的真菌诱导型表达载体pCBH,将抗真菌蛋白基因插入pCBH得到重组表达质粒pCBH-paf。用pCBH-paf和p3SR2共转化W512,在乙酰胺平板上初筛得到6株转化子。对阳性转化子进行了PCR和点杂交验证。抗真菌活力测定表明抗真菌蛋白基因在转化子L2中得到了成功表达。构建了含有gpd启动子和终止子的真菌组成型表达载体pG。采用重组PCR将抗真菌蛋白基因(paf)和几丁质酶基因(ech)以及cbhⅠ的底物结合区和连接区(linker+cbd)连接构建了融合基因paf-ech-cbd。将几丁质酶基因和paf-ech-cbd融合基因分别插入载体pG,得到相应的重组质粒pG-ech和pG-R。用pG-ech和p3SR2共转化W512,经PCR验证得到一株阳性转化子。pG-R对W512的转化工作正在进行中。 本文克隆得到的产黄青霉抗真菌蛋白基因和绿色木霉几丁质酶基因为进一步研究两种酶的作用机理和酶的定向进化奠定了基础。实验结果为探讨优化抗真菌活力测定方法提供了较好的思路和试验数据,对生防木霉的遗传改造进行了初步的探索,对抗真菌蛋白和几丁质酶融合蛋白在绿色木霉中的表达作了有益的尝试。研究结果对生物防治木霉菌株的遗传改造有一定的借鉴和推动作用。
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