荧光假单胞菌遗传标记及工程菌生物安全性评价

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lwj2005
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生防微生物良好的田间定殖、存活和生存竞争能力是稳定发挥防效的重要前提,而对在环境中使用的活体重组微生物而言,其生存竞争能力是转基因生物安全性评价关注的重要内容。近年来新型报告基因已成为研究微观与宏观生命现象的有效工具,新的研究方法和技术的兴起也为探明工程菌的生物安全性提供了有效手段。 本研究对携带PA1/04/03启动子、gfp基因、mini-Tn5转座子的pJBA28质粒进行改造,构建了含荧光假单胞菌自身启动子PP303的中间质粒载体pGFP。然后利用mini-Tn5转座子,通过接合转移,将两个带有不同启动子的绿色荧光蛋白基因分别整合到荧光假单胞菌P303染色体上,获得了在488nm波长下发光稳定的P303ml和P303m3菌株。PCR鉴定和Southern印迹结果均证明绿色荧光蛋白已随机插入P303染色体。SDS-PAGE结果表明含有PA1/04/03启动子的P303m3菌株GFP表达量低于含有PP303启动子的P303ml菌株,染色体标记的GFP表达量低于质粒标记。此外还发现低温有利于GFP的表达。生长曲线测定结果表明P303ml与P303生长特性无显著差别。遗传稳定性实验表明96小时绿色荧光蛋白基因稳定性为100%。同时利用电击转化方法获得含有Bt杀虫蛋白基因的三价荧光假单胞菌工程菌BioP8,室内生测数据表明对小菜蛾毒力较高。室内平板抑菌试验结果表明P303m3、BioP8与出发菌株P303抑菌活性相当,对白菜黑斑、黄瓜灰霉、萝卜褐腐、油菜立枯、油菜菌核、黄瓜炭疽、烟草赤星青霉等植物病原真菌有较强的拮抗作用。 利用微生物选择性分离培养技术和PCR鉴定方法,研究了P303、P303ml、BioP8菌株在非限菌环境下不同生境的生存竞争能力:在温室自然土壤中,40天内供试菌株群落总量基本维持在104~106CFU/g土(湿重)之间,土壤中可培养细菌总量在108CFU/g土(湿重)左右;在大白菜根际,30天以内供试菌株可维持在105CFU/g根(湿重)以上,根围可培养细菌总量约在108~10CFU/g根之间;在大白菜叶面,处理后第3天P303、BioP8的菌量迅速由105CFU/cm2叶片降至最低(103和102CFU/cm2叶片左右),之后回升并以(104和103)CFU/cm2叶片维持一段时间(第5-15天),叶面可培养细菌总量在103-106CFU/cm2叶片之间波动。P303及其工程菌株在温室自然土壤、田间大白菜根际和叶面的定殖时间至少分别为60、50和15天,工程菌株生存竞争能力弱于天然菌株,它们的消长动态相似,一个生长季(120天)后没有检测到长期残留或重组质粒扩散,表明工程菌株具有良好的安全性。研究发现供试菌株在温室自然土壤、田间大白菜根际的定殖能力明显强于叶面,BioP8定殖能力弱于出发菌P303。 建立了一套有效提取土壤、叶面细菌总DNA的方法,土壤总DNA提取量可达到10ugDNA/g土(湿重);利用PCR/DGGE技术,对土壤和叶面细菌总DNA16S rDNA V6可变区进行扩增,然后进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),结果表明土壤、叶面的微生物群落表现出一定的多态性。
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