利用宏基因组学方法,以人肠道微生物样品为原材料,构建了1个约30 000个克隆的fosmid文库。以三丁酸甘油酯为底物,通过功能筛选,获得1个酯解酶阳性克隆。对该阳性克隆构建亚克隆,挑选具有酯解酶活性的阳性亚克隆进行测序分析,最终获得1个肠道微生物来源的酯解酶基因(GenBank登录号:JQ972699)。结果表明,文库克隆的平均插入片段约为40kb,没有重复插入片段克隆。获得的酯解酶基因推演蛋白与Pyramidobacterpiscolens W5455的patatin样磷脂酶同源性最高,氨基酸一致性为95%。生物信息学分析结果表明该基因可能通过Vd型分泌方式进行分泌并发挥功能。本研究是通过...

宏基因组DNA提取是免培养方法研究微生物菌落多样性的基础。本研究对常用的几种微生物宏基因组DNA提取方法进行比较研究,并结合郫县发酵豆瓣酱的特点,开发出适合发酵豆瓣酱微生物宏基因组DNA提取的方法。结果表明,使用磷酸缓冲溶液(pH7.2)+溶菌酶+(蛋白酶K-SDS)+(CTAB-NaCl)提取的方法能有效提高发酵豆瓣酱微生物群落宏基因组DNA的质量和产率,宏基因组DNA能满足后续研究的要求。本研究对其他发酵食品宏基因组DNA提取也具有参考价值。

【目的】研究奶牛瘤胃内参与蛋白质降解过程中二肽基肽酶Ⅳ(dipeptidyl peptidasesⅣ,DPP-Ⅳ)的序列特征和酶学性质。【方法】从奶牛瘤胃微生物Fosmid文库中挑选17 664个克隆,利用dpp-Ⅳ简并引物筛选含dpp-Ⅳ的阳性克隆。提取阳性克隆的质粒,用限制性内切酶HindⅢ进行酶切。PCR扩增含dpp-Ⅳ目的片段,并克隆测序。对阳性克隆的Fosmid末端进行测序。提取阳性克隆粗酶液,利用底物Gly-Pro-pNA检测肽酶活性。【结果】筛选后获得10个含有dpp-Ⅳ的阳性克隆(命名为DP1—DP10)。Fosmid末端序列经BLASTX比对后发现78%的序列可以与数据库的已...

【目的】探究溴氰虫酰胺胁迫对小菜蛾肠道酶活、微生物菌群、相关功能基因及抗性基因的影响，为双酰胺类杀虫剂处理小菜蛾肠道微生物的结构和功能研究提供参考。【方法】采用宏基因组测序技术研究浓度为0.15 mg/L溴氰虫酰胺浸叶饲喂小菜蛾后其肠道微生物群落结构及其功能的变化情况。【结果】溴氰虫酰胺浸叶饲喂后小菜蛾肠道中羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性显著增高，而多功能氧化酶活性显著降低。溴氰虫酰胺未处理与处理小菜蛾肠道的微生物分别注释到34和35个门、66和64个纲、120和125个目、200和214个科、261和294个属、347和401个种，其中微孢子门（Microsporidia）、厚壁菌门（Firmicutes）为处理与对照组的共有优势菌门，小孢子虫属（Nosema）、肠球菌属（Enterococcus）为处理组与对照组的共有优势菌属，但溴氰虫酰胺处理后2种优势菌属的相对丰度均有降低。小菜蛾肠道微生物在eggNOG与KEGG数据库中分别注释到11682和6437个功能基因，分布于水化合物转运与代谢、翻译后修饰、蛋白质翻转、遗传信息处理等功能类群；在CAZy和CARD数据库中分别注释到410个碳水化合物活性酶基因及18类311个抗生素耐药性本体。溴氰虫酰胺处理改变了肠道微生物菌群的代谢功能，其在eggNOG与KEGG数据库、CAZy数据库中及CARD数据库中可注释的功能基因均增加，分别为15432和8591个功能基因、577个碳水化合物活性酶基因及22类419个抗生素耐药性本体。【结论】溴氰虫酰胺浸叶处理增加小菜蛾肠道羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性、降低多功能氧化酶活性，降低肠道优势细菌的相对丰度，但增加碳水化合物活性酶基因、抗生素耐药性等功能基因的数量。

【目的】利用Fosmid文库功能筛选法,获得山羊瘤胃微生物源蛋白酶基因并进行原核表达。【方法】利用功能底物筛选法从山羊瘤胃微生物源Fosmid文库中筛选具有蛋白酶活性的克隆子,对其进行Illumina二代测序,对预测到的基因进行功能注释,根据基因丰度结果确定后续研究的功能基因。利用大肠杆菌BL21(DE3)对功能基因进行诱导表达,对表达产物进行酶活性测定。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,将密码子优化后的功能基因分别敲入枯草芽孢杆菌C6基因组ctc位点并进行表达验证。【结果】从Fosmid文库1 700个克隆子中筛选到1个具有蛋白酶活性的阳性克隆Pro4-C5。通过二代测序技术,鉴定出3个潜在的蛋白酶基因gene0833(内肽酶,EC编号:EC3.4.21.53)、gene0196(金属内肽酶,EC编号:EC3.4.24)和gene0585(羧肽酶,EC编号:EC3.4.17.14)以及1个L-天冬酰胺酶基因(gene0683,EC编号:EC3.5.1.1)。以p ET-28a(+)为表达载体,通过大肠杆菌BL21(DE3)原核诱导表达发现,gene0585和gene0196未表达;gene0833表达的蛋白分子质量为87 ku,蛋白酶活性为10.45 U/mL;gene0683表达的蛋白分子质量为37 ku,L-天冬酰胺酶活性为88.52 U/mL,同时发现该蛋白也具有蛋白酶活性,酶活性为5.25 U/mL。将密码子优化后的gene0683和gene0833定点敲入枯草芽孢杆菌C6基因组中表达发现,gene0833未表达,gene0683表达的蛋白酶活性为109.72 U/mL,相比原始菌株(100.97 U/mL)显著提高了8.67%(P<0.01);L-天冬酰胺酶活性为31.63 U/mL,相比原始菌株(22.79 U/mL)显著提高了30.06%(P<0.01)。【结论】从山羊瘤胃微生物源Fosmid文库中筛选和鉴定出了2个具有蛋白酶活性的功能基因(gene0833和gene0683),均来源于微小杆菌属(Exiguobacterium),其中gene0683在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中的表达产物具有较高的蛋白酶和L-天冬酰胺酶酶活性。

以pCC2FOS为载体构建尼罗罗非鱼Fosmid基因组文库,共挑选115 200个单菌落,保存在300块384孔样品板中,构建4 800个行池、7 200个列池、300个板池和25个超级池,形成微阵列,并对其进行复制备份。该文库插入片段平均长度约为40 kb,覆盖约罗非鱼基因组的3倍。连续传代实验研究表明,文库具有良好的稳定性。由于构建超级池-板池-行、列池三级池系统形成的微阵列,有助于快速、准确、有效地筛选目的基因,仅需77个PCR反应(超级池25+板池12+行池16+列池24)就能筛选到含有目的基因的一个单克隆,解决了普遍存在的文库筛选难题。通过文库尝试筛选18个与性别分化和生长相关基因,...

养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成，于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标，同时基于宏基因组学技术分析了养殖期内水体中微生物物种组成及功能结构特征，并探讨了二者与环境因子的关系。结果显示，该养殖池塘在养殖中后期主要超标水质指标为pH、高锰酸盐指数、总磷和总氮。在养殖期水体中，6―8月的微生物群落多样性以及7―8月的微物群落丰富度处于较高水平，优势门为细菌中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和病毒中的尾噬菌体门(Uroviricota)，而在属水平上，丰度占比前10的优势属在多组之间均存在显著差异，如7月蓝藻门微囊藻属(Microcystis)细菌和8―10月的有尾噬菌体目(unclassified＿o＿Caudovirales)病毒丰度明显高于其他月份。微生物的主要功能为代谢功能包括能量代谢、全局和概览图、氨基酸代谢等，不同月份的功能组成存在显著差异，尤其是6―7月代谢途径丰度明显高于8―10月，而优势细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是上述功能的主要贡献者。环境因子对微生物群落结构和功能组成的影响趋势一致，叶绿素a和pH是影响最显著的环境因子，溶解氧、总磷的影响作用稍弱。在养殖水体中，丰度占比较大的致病菌为肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。研究结果可为中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成研究提供基础数据，并可为养殖水质调控及生态系统构建提供理论依据。

以中国第34次南极科考采集的中山站附近海域5个站点海水样品为研究对象，通过Illumina高通量测序，鉴定微生物组成和微生物群落结构，发现取样的中山站海水中变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）最为丰富，其次为蓝细菌（Cyanobacteria），属水平上黄杆菌属（Flavobacterium）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）含量最多，均超过20%。首次在南极海水中发现UBA1315属微生物，功能注释分析显示含有丰富的DNA修复基因，可能有助于适应南极恶劣环境。对中山站和罗斯海上层海水以及南北极不同地理位置海水微生物比较，发现变形菌门、拟杆菌门和蓝细菌在所有海水中普遍存在，变形菌门为优势菌，蓝细菌在南极海水中含量丰富，罗斯海上层海水比中山站海水微生物多样性丰富，且主要菌群丰度不同。本研究初步揭示了中山站附近海域微生物群落组成，为后续进一步研究南极中山站海水微生物资源调查和开发研究提供一定的基础数据。

利用磁珠富集和放射性杂交相结合构建了中华绒螯蟹基因组微卫星文库。并利用生物素标记的(GA)12探针进行微卫星片段的富集。将得到的片段与pGEM-T载体连接后转入DH5α大肠杆菌中,然后利用γ-32P同位素标记的(GA)12探针进行第二次筛选。结果共获得微卫星基因组文库1 500个菌,杂交前菌落PCR检测阳性克隆率为62.5(;杂交后得到的阳性克隆为447个,占29.8(。经测序,有248个克隆含有重复次数大于5次的微卫星序列。在得到的微卫星序列中,重复单元除GA/CT外,还观察到三碱基、四碱基重复单元。根据侧翼序列设计引物164对,选择合成50对,通过优化PCR反应条件,结果有21对引物可扩增...

【目的】通过宏基因组技术获取土壤微生物总DNA,运用基因克隆、功能筛选、基因表达等手段挖掘新型β-葡萄糖苷酶,为新型微生物资源的开发利用提供科学依据。【方法】提取高糖土壤宏基因组DNA,构建宏基因组文库;筛选文库并对阳性克隆子亚克隆,获得β-葡萄糖苷酶基因;PCR扩增目的基因,以pSE380为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌进行表达;采用镍亲和层析对重组酶纯化,研究其酶学性质。【结果】成功构建约含9.2万个克隆的高糖土壤宏基因组文库,获得一个新型β-葡萄糖苷酶基因unbgl3A。该基因大小为2241 bp,在氨基酸水平上,与Gen Bank数据库中已知β-葡萄糖苷酶的一致性为73%;该酶最适pH为6.0,最适温度为50℃,对对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(p-NPG)的K_m值为6.45 m M,V_(max)为50μmol/(mg·min)。在15～50℃热处理1 h后仍保留90%以上的酶活力,热稳定性较好,且被多种糖激活。【结论】宏基因组技术是获取新酶有效手段,获得的Unbgl3A具有良好酶学性质,可为进一步挖掘其应用潜力及研究耐热机理奠定基础。

用平板法从健康鱼类肠道中分离得到三种不同的微生物: 大肠杆菌、芽孢杆菌、乳酸杆菌, 再用液体培养法研究了植物蛋白及其酶解物在体外对这三种微生物生长的影响。结果表明, 除菜籽粕原料外,棉籽粕、豆粕、花生粕原料及棉籽粕、豆粕、菜籽粕、花生粕的酶解物对芽孢杆菌、乳酸杆菌促生长作用明显, 差异均显著 (P0. 05)。

【目的】从奶牛瘤胃微生物BAC文库中筛选含乙酰CoA羧化酶(ACCase)基因的克隆子,并对其全长测序和生物信息学分析。【方法】利用PCR序列驱动筛选法,从瘤胃微生物BAC文库中筛选ACCase基因,鸟枪法测定基因序列后,进行基因注释、比对和系统发育分析。【结果】筛选得到了含ACCase基因的克隆(U12),其插入片段序列(URE12)全长43 358 bp,GC含量为43.75%,经GeneMark程序预测含有38个基因,经Signature程序预测属于变形菌门。ACCase基因(Acc-32)编码159个氨基酸,与Elusimicrobium minutum的ACCase基因具有41%的相...

挑选了NCBI COG数据库中具有全基因组的单细胞微生物,选择其中三维结构已知的蛋白质作为研究对象,研究了盐桥数目和类型对古细菌和细菌类蛋白质耐热性的影响作用。结果表明:无论古细菌还是细菌类蛋白质,总盐桥含量和盐桥网络都随耐热性的提高而增加;古细菌类超高温蛋白质形成盐桥时对Asp的利用率比较高;细菌类耐热蛋白质形成盐桥时尽量利用带正电荷的Lys和带负电荷的Glu,而常温蛋白质尽量利用带正电荷的His和带负电荷的Asp;由于耐热蛋白质对带电荷氨基酸的利用率高,即使细菌类耐热蛋白质和常温蛋白质含有等量的带电荷氨基酸,其稳定性也会提高。

选择120只1日龄健康AA肉仔鸡,随机分为2组,每组60只,试验组饲喂含转基因双抗杂交稻的日粮,对照组饲喂含非转基因水稻的日粮,研究转基因双抗水稻(含有Bar基因和Bt-Cry1Ac基因)对肉仔鸡生产性能及肠道微生物群落的影响。屠宰试验表明:2组肉仔鸡增加的体质量、耗料量和料重比等生产指标,以及全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率等屠宰指标差异均不显著(P>0.05)。微生物培养试验表明:2组肉仔鸡回肠和盲肠中的需氧菌、大肠杆菌和乳酸杆菌数量均未达到显著性差异(P>0.05)。PCR-DGGE及聚类分析结果表明:饲喂转基因水稻对肉仔鸡回肠和盲肠微生物种群数量未产生明显影响,不同肉仔鸡个体差异较大,...

本文采用原生质体裂解法制备高分子量平菇总DNA。通过Sau 3A部分酶切和蔗糖密度梯度离心,获得15—26kb平菇总DNA酶切片段。并以Lambda的衍生物EMBL3为载体,酶连形成重组DNA。然后将其包装,转染受体菌LE392,在TB平板上获得2.5×10~4个重组子克隆。此重组子克隆群即构成中蔬10号平菇基因组文库。