苏云金芽孢杆菌S2160-1中cry30Ga2基因的鉴定和克隆

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本研究利用PCR-RFLP方法鉴定了苏云金芽孢杆菌Bt S2160-1菌株含有新型cry30毒素基因。我们先后通过构建Bt S2160-1质粒文库和单链寡核苷酸巢氏PCR(single-oligonucleotide nested-PCR简称SON-PCR)方法,克隆该cry30基因。我们先后构建了Bt S2160-1的3个质粒DNA文库,最小的文库包含了1800个克隆子。提取了菌株S2160-1的质粒DNA,用BamHⅠ和BglⅡ酶切,将获得的酶切产物与用BamHⅠ酶切的载体pBU4体外连接,然后转化到宿主细胞大肠杆菌E.coli. JM110,利用蓝白斑法筛选含重组质粒的大肠杆菌,并采用PCR-RFLP的方法快速检测。我们筛选了5个PCR检测为阳性的克隆子,经过酶切验证送去测序,测序失败。通过构建基因文库我们并未获得cry30的全长序列。我们推测基因两端为插入序列,形成高级结构。我们采用了单链寡核苷酸巢氏PCR(SON-PCR)来克隆cru30基因。以菌株S2160-1质粒为模板,以cry30基因家族通用引物进行PCR扩增,扩增的片段进行亚克隆,测序。我们根据获得的部分序列设计了上下游引物,以Bt菌株S2160-1的质粒DNA为模板,利用扩增侧翼序列的单链寡核苷酸巢氏PCR进行扩增。扩增的产物进行亚克隆,筛选的阳性克隆子进行测序。利用DNAstar软件将已知片段和SON-PCR获得的上下游序列进行拼接,获得了含有cry30基因的全长序列。通过NCBI站点的blastx程序比对,发现该基因为一新的毒素基因。与cry30Ga1毒素序列一致性大于95%。GenBank登录号:HQ638217;序列提交Bt国际命名委员会命名为"cry30Ga2"。我们设计并合成了扩增基因全长的引物,利用PCR的方法获得了全长序列,构建了表达载体,转化E.coli. BL21(DE3)进行表达。利用SDS-PAGE分析,结果表明,重组子E.coli. BL21(DE3)-30Ga2并未表达74kDa蛋白。E.coli. BL21(DE3)-30Ga2进行测序验证,结果表明插入的序列并未发生突变。氨基酸同源序列的比对显示其可能具有杀蚊活性,新杀虫基因的克隆为研发新一代生物杀虫剂提供了资源;新基因的克隆使毒素基因库更加丰富和多样,为转基因植物的研究提供了新的基因资源。
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