哈茨木霉两条β-葡聚糖酶基因BG16.1和BG16.3的克隆和表达

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β-1,6-葡聚糖酶独自行使功能是不能水解植物病原真菌的细胞壁的,然而,当它与来自哈茨木霉(Trichodermaharzianum)的其它真菌细胞壁水解酶类如BGN13.1,几丁质酶或者其它类型的β-1,6-葡聚糖酶联合,一起发挥作用时,不但可以降解植物病原真菌的细胞壁,而且还可以抑制植物病原真菌的孢子萌发。另外,哈茨木霉的这种抗真菌活性还会随着自身的水解酶与细胞膜影响作用的抗生素联合而发生协同增效的作用,因此,在把哈茨木霉用于生物防治的工作上,真菌细胞壁的水解酶类与抗生素的协同增效能力有望在大田中发挥作用。  为研究天然生境中哈茨木霉分泌的降解植物病原菌细胞壁的葡聚糖酶协同作用机制,本文以哈茨木霉T88为出发菌株,提取核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum),尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)和立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)的细胞壁和茯苓多糖,对哈茨木霉进行诱导培养,通过RT-PCR的方法,克隆得到哈茨木霉葡聚糖内切酶(BG16.1、BG16.3)两条cDNA片段,连接到克隆载体pMD18-T上进行测序,并对其序列和基因结构进行分析,证实得到了两条哈茨木霉葡聚糖内切酶系基因的cDNA片段。然后将克隆的两条cDNA序列构建到酿酒酵母表达载体pYES2上,用醋酸锂转化法转入酿酒酵母H158中,获得pYES2-BG16.1和pYES2-BG16.3酿酒酵母转化子。通过DNS法检测转化子的最佳产酶时间。  实验结果表明,本实验成功的提取核盘菌,尖孢镰刀菌和立枯丝核菌这三种植物病原菌的细胞壁,并且成功制备茯苓多糖,经二次培养诱导的哈茨木霉的RNA提取完整性较好,纯度较高,经过半定量RT-PCR,确定哈慈木霉葡聚糖酶的表达水平随着诱导物的不同而不同,茯苓多糖诱导的BG16.1基因的mRNA水平最高,其次是尖孢镰刀菌,核盘菌和立枯丝核菌。在诱导BG16.3基因表达的过程中,茯苓多糖诱导量最大,其次是核盘菌,尖孢镰刀菌和立枯丝核菌。经RT-PCR法成功的扩增出了哈茨木霉BG16.1和BG16.3的cDNA基因并连接到pMD18-T上并测序,经序列分析表明BG16.1的cDNA基因经测序得到其开放阅读框长度为1290bp,BG16.3的cDNA基因经测序得到其开放阅读框长度为1473bp。本实验成功地将BG16.1和BG16.3cDNA构建至pYES2上,并通过醋酸锂转化法转入酿酒酵母中,然后对酵母转化子进行了DNA水平和蛋白水平三个层次的检测。酵母转化子的菌落PCR和质粒的限制性内切酶双酶切均验证了pYES2-BG16.1和pYES2-BG16.3重组质粒转入了酿酒酵母中;CMC酶活检测显示BG16.1基因能在酿酒酵母中表达有生物活性的重组BG16.1酶,酵母细胞壁降解酶活力测定表明BG16.3基因能在酿酒酵母中表达有生物活性的重组BG16.3酶,经发酵培养发现携带BG16.1基因的阳性转化子酶活在培养72小时达到最高值,携BG16.3基因的阳性转化子酶活在培养96小时达到最高值。
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