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糖多孢红霉菌的基因转移系统是实现外源基因表达的前提条件,本文探索了通过PEG-介导的原生质体转化、接合转移、电转化等方法向糖多孢红霉菌中转入外源DNA的可能性。首先从影响接合转移效率的几种主要因素包括预萌发温度及预萌发时间、固体培养基及转化用质粒等考察从大肠杆菌向糖多孢红霉菌转移质粒的可能性,但均未获得转化子。同时我们探索了通过电转化向糖多孢红霉菌转入质粒的可能性。考察了糖多孢红霉菌三种不同的菌体状态,即菌丝体、单孢子、原生质体作为转化受体的效果;同时也考察了不同质粒(pCS5、pIJ702、pKCll39)、不同电压(700v、800v、900v、1000v、1100v、1200v)、不同缓冲液(PGS、EPB)的转化效果,都未得到转化子。PEG-介导的原生质体转化是目前链霉菌中应用最广的基因转移系统,我们试探了用其原生质体转化质粒的可能性。本实验从影响链霉菌原生质体转化的一些主要因素,包括质粒种类、DNase活性、抗生素覆盖时间、修饰-限制系统等因素入手考察红霉素链霉菌原生质体的转化情况,结果都未得到转化子,这可能是因为其原生质体再生率太低造成的,所以本实验考察了其原生质体的形成和再生情况。首先考察了影响糖多孢红霉菌原生质体形成的因素,发现在R<,2>、GMP、SGGP、SM、YEME、CP等几种链霉菌常用的液体培养基中,通过CP培养基收获的菌体形成原生质体的效率最高。菌丝培养采用二级培养,即用CP培养基28℃培养72h,5%转种到补加0.5%甘氨酸的CP培养基中,28℃继续培养24h。溶菌酶作用浓度为2mg/ml,37℃酶解1h。在此条件下,原生质体的制备量为8×10<8>个/ml。通过对洗涤缓冲液中蔗糖浓度及再生培养基中蔗糖浓度、Ca<2+>、Mg<2+>浓度、营养成分及不同再生培养基的考察,发现糖多孢红霉菌原生质体在mediLlm2再生培养基中再生率最高,达到5.18%。然后在medium2再生培养基上将质粒pIJ702以PEG-介导方式转入糖多孢红霉菌原生质体中,结果得到了转化子,其转化率为10~100转化子/微克质粒。
为了实现外源基因在糖多孢红霉菌菌体内高效表达以改善红霉素组分及提高发酵液的效价,我们构建了一个糖多孢红霉菌表达用质粒pSPU237。首先利用PCR方法以S.lividans 1326总DNA为模板扩增得到PmerR启动子,PstI酶切质粒pSPU53获得toterminator,然后将这两个元件连入pIJ2925,构建了质粒pSPU227。Bg/II酶切质粒pSPU227,回收650bp左右的片段,将其连入pIJ702的Bg/II位点,成功地构建了糖多孢红霉菌表达用质粒pSPU227。
为了验证质粒pSPU227的表达效果,通过PCR方法扩增得到vhb基因,将该基因连入pSPU237的HindIII-XbaI位点,构成质粒。pSPU238。将该质粒以PEG-介导万式转入糖多孢红霉菌原生质体中,菌体接种于40ml含tsr20μg/ml的CP液体培养基中,28℃摇床培养72h,收集菌丝体,CO结合差光光谱法检测在420nm处有吸收峰,从而证明该质粒中的表达元件能在糖多孢红霉菌中成功表达外源基因。