CN103468581B - 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法 - Google Patents

一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103468581B
CN103468581B CN201310347934.8A CN201310347934A CN103468581B CN 103468581 B CN103468581 B CN 103468581B CN 201310347934 A CN201310347934 A CN 201310347934A CN 103468581 B CN103468581 B CN 103468581B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gene
mortierella alpina
plasmid
agrobacterium tumefaciens
ura5
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310347934.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103468581A (zh
Inventor
陈卫
郝光飞
陈永泉
陈海琴
黄小云
杜凯
赵山山
张灏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201310347934.8A priority Critical patent/CN103468581B/zh
Publication of CN103468581A publication Critical patent/CN103468581A/zh
Priority to US14/910,675 priority patent/US9982269B2/en
Priority to PCT/CN2014/072350 priority patent/WO2015018198A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103468581B publication Critical patent/CN103468581B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/1048Glycosyltransferases (2.4)
    • C12N9/1077Pentosyltransferases (2.4.2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y204/00Glycosyltransferases (2.4)
    • C12Y204/02Pentosyltransferases (2.4.2)
    • C12Y204/0201Orotate phosphoribosyltransferase (2.4.2.10)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高山被孢霉(Mortierella alpinaATCC32222)的尿嘧啶营养缺陷型菌株及其构建方法。本发明采用高山被孢霉ATCC32222为材料,运用根癌农杆菌介导的遗传操作技术进基因敲除,得到一株高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型,对产油真菌高山被孢霉ATCC32222的基础理论研究及产品开发具有重要的意义。

Description

一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法
【技术领域】
本发明涉及一种高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株及其构建方法,属于生物工程技术领域。
【背景技术】
高山被孢霉是一种重要的花生四烯酸(ARA)生产菌株,它具有ARA含量高、安全、多不饱和脂肪酸(PUFAs)组成合理等特点,已经应用于工业生产ARA。目前对高山被孢霉的研究主要集中在菌种选育和发酵条件优化等方面。高山被孢霉的基因操作系统目前还没有被很好的建立起来。这就对高山被孢霉脂肪酸合成途径的基础理论研究和基因工程改造形成了极大的障碍。目前广泛使用的丝状真菌转化筛选标记有以下三种:营养缺陷型标记、抗生素抗性标记和荧光报道基因。营养缺陷型菌株经基因工程改造后,无外源抗性标记基因残留,可以用于工业生产。所以,获得性状良好的营养缺陷型菌株在工业微生物育种、遗传学、医学、食品生物技术等领域都有着非常重要的作用。但是,目前获得丝状真菌营养缺陷型菌株主要依赖于诱变筛选的方法。这种方法效率极低且经常伴随着基因组中其他位置DNA序列中未知的突变。这种由诱变得来的无表型特征的带有遗传背景隐患的菌株可能为以后的基因工程改造和工业生产带来不可预知的麻烦。
利用同源重组实现的基因敲除方法可以在不影响基因组中其他基因的前提下破坏目的基因,使目的基因编码的蛋白丧失功能,而且,与随机诱变相比,同源重组效率相对较高,通过同源重组获得目的菌株的重复性好。可见,利用同源重组定向打断目的基因,是获得优良营养缺陷型菌株的最佳方法。但是,对于丝状真菌来说,同源重组的效率受很多因素的影响:同源序列的长度、相似性、G/C含量、靶基因的转录状态、非同源末端连接、染色质结构和转化方法。在一些酵母菌中,同源序列只需达到50-100bp即可实现同源重组;而丝状真菌通常需要1kb以上甚至几kb的高质量同源性序列。并且不同菌株、不同基因的敲除需要满足不同的条件,些许的序列差异都可能导致同源重组的失败。乳清酸磷酸核糖转移酶(OPRTase)是高山被孢霉合成尿嘧啶合成代谢途径中的关键酶。使编码OPRTase的ura5基因失活,可以获得高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。但是,由于ura5基因在细胞生命过程中具有极其重要的地位,导致了真核细胞的自我防御与修复机制作用十分敏感。用基因敲除的方法靶向失活ura5基因构建丝状真菌的尿嘧啶营养缺陷型菌株,在国际上一直未有公开报道的成功先例。
难以被转化是丝状真菌基因操作系统远远落后于与其他物种的重要原因之一。在国内一直未见对高山被孢霉遗传操作的先例。根癌农杆菌介导的转化方法已经被越来越多的应用到丝状真菌中,和其它转化方法相比具有四个优点:一、受体细胞可以是孢子或菌丝,不需制备原生质体。二、选择具有单核的孢子作为受体时可避免菌丝的多核所造成的转化子不稳定的问题。三、该方法利用天然的转化载体系统,转化效率高,成功率高,载体可容纳大片段的异源DNA,且基本上为单拷贝插入。四、该方法可以提高同源重组效率。因此,通过根癌农杆菌的转化为高山被孢霉ura5基因靶向失活提供了有效操作手段。
高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株为这种重要的PUFAs生产菌株的基因操作提供了先决条件。这种营养缺陷性菌株既可用于对产油真菌脂肪酸合成与积累的理论研究,也可用于基因工程改造,具有成为PUFAs超级工业生产菌株的潜力。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。所述营养缺陷型菌株是通过同源重组的方法靶向缺失Mortierella alpina ATCC32222ura5基因(654bp)中的213bp-230bp共18bp的序列实现的。
所述同源重组的同源臂DNA序列来源于Mortierella alpina ATCC32222基因组(DDBJ/EMBL/GenBank accession ADAG00000000,first versionADAG01000000)中,ura5基因上游1393bp(-1180至+212)和下游1362bp(+231至+1592)的片段。
本发明还提供了一种构建高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株的方法,所述方法包括获得ura5敲除基因片段,并利用ura5敲除基因片段进一步构建敲除质粒pBIG4KOura5。然后用重组质粒pBIG4KOura5转化根癌农杆菌,最后用经转化的含质粒pBIG4KOura5的根癌农杆菌转化高山被孢霉并对转化后的高山被孢霉进行筛选和鉴定,获得尿嘧啶营养缺陷型菌株。具体步骤如图1,用PCR的方法获得质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段。用限制性内切酶NheI和MunI,EcoR I和Xba I分别对MCS基因片段和质粒pBIG2RHPH2进行酶切,并通过连接反应将MCS基因片段插入质粒pBIG2RHPH2的EcoR I和Xba I位点之间得到质粒pBIG4。用融合PCR的方法获得并连接ura5基因的上下游序列,得到敲除基因片段。用限制性内切酶EcoR I和Kpn I对敲除基因片段和质粒pBIG4进行酶切,并通过连接反应将敲除基因片段插入质粒pBIG4,得到重组质粒pBIG4KOura5。将重组质粒pBIG4KOura5转化根癌农杆菌C58C1。借助根癌农杆菌C58C1介导的基因同源重组打断ura5基因,经过筛选鉴定得到高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。
具体地,本发明提供一种高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株,该菌株是通过失活Mortierella alpina ATCC32222基因组中编码乳清酸磷酸核糖转移酶OPRTase的ura5基因构建而成的。
根据一种优选的实施方式,ura5基因的失活是通过缺失654bp的ura5基因中的213bp-230bp共18bp的序列而实现的。
本发明还提供一种制备权利要求1或2所述的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株的方法,通过同源重组使高山被孢霉ura5基因中的213bp-230bp共18bp序列缺失从而使ura5基因失活,所使用的同源臂分别是ura5基因上游-1180至+212的1393bp和下游+231至+1592的1362bp的片段,具体步骤为:首先获得ura5敲除基因片段,并进一步构建敲除质粒pBIG4KOura5,然后用重组质粒pBIG4KOura5转化根癌农杆菌,最后用经转化的含质粒pBIG4KOura5的根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens C58C1-pBIG4KOura5(CGMCCNo.7730)转化高山被孢霉并对转化后的高山被孢霉进行筛选和鉴定,获得尿嘧啶营养缺陷型菌株。
其中所使用的根癌农杆菌为:Agrobacterium tumefaciens C58C1。此菌株获赠于日本京都县立大学Yasuyuki Kubo教授。
基因敲除使用的根癌农杆菌起始载体为:pBIG2RHPH2。此载体获赠于日本京都县立大学Yasuyuki Kubo教授,其序列为SEQNo.1。
根据一种优选的实施方式,基因敲除载体构建的具体步骤如下:
1)用PCR的方法获得质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段;
2)用限制性内切酶EcoR I和Xba I对MCS基因片段和质粒pBIG2RHPH2进行酶切,并通过连接反应将MCS基因片段插入质粒pBIG2RHPH2的EcoR I和Xba I位点之间得到质粒pBIG4;
3)用融合PCR的方法获得并连接ura5基因的上下游序列,得到敲除基因片段;
4)用限制性内切酶EcoRI和KpnI对敲除基因片段和质粒pBIG4进行酶切,并通过连接反应将敲除基因片段插入质粒pBIG4获得pBIG4KOura5。
优选地,步骤3)中的敲除基因片段是通过下述步骤获得的,
首先根据NCBI数据库设计如下引物
P1:GACCGGAATTCCGACGCTGACATTACACATTTATCC
P2:TGACGGTGGTGCAGGCCAGAGGGCCAAAGATGATGTCGTGCTCAATG
P3:TTGAGCACGACATCATCTTTGGCCCTCTGGCCTGCACCACCGTCATT
P4:TGCGGGGTACCCATGCGAATCACAGATATGG
然后以高山被孢霉ATCC32222基因组为模板,用引物P1、P2和引物P3、P4分别扩增上下游片段,再以上下游片段为模板,在反应体系中加入P1、P4进行融合PCR反应,获得KOura5敲除基因片段。
更优选地,根据质粒pBluescript II SK+的序列信息设计如下引物:
MCS上游:TTTCGCTAGCACGACGTTGTAAAACGACGGCCAGT
MCS下游:AACAACAATTGGGGCTCCACCGCGGTGGCGGCCG
然后用PCR的方法获得步骤1)中的质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段。
所述的根癌农杆菌介导的基因敲除方法是采用根癌农杆菌转化高山被孢霉,具体为:取100μL根癌农杆菌与100μL高山被孢霉孢子混合,均匀涂布于铺有玻璃纸IM固体培养基上,进行转化培养,然后筛选获得高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。
在本发明中,根癌农杆菌转化高山被孢霉的具体步骤如下:
(1)取保存于-80℃的含有质粒pBIG4KOura5的根癌农杆菌C58C1于含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的YEP固体培养基平板划线;30℃倒置避光培养48小时;
(2)挑取单克隆接种至20mL含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的液体YEP培养基中30℃,200rpm避光培养24-48小时;
(3)4000g离心5分钟收集菌体,倒掉上清,加5mLIM培养基重悬菌体,4000g离心5分钟,倒掉上清,加2mL IM培养基重悬菌体;
(4)用IM培养基调整菌浓度至OD600=0.9,30℃,200rpm避光培养至OD600=1.5;
(5)收集高山被孢霉孢子,用血球计数器计数,调整孢子浓度到106个每100μL;
(6)取100μL根癌农杆菌与100μL孢子混合,均匀涂布于铺有玻璃纸IM固体培养基上,23℃避光培养48-96小时;
(7)将玻璃纸转移到含有100μg/mL壮观霉素,100μg/mL头孢噻肟,0.05g/L尿嘧啶的GY平板上,25-30℃培养至产生大量孢子。
在本发明中,IM固体培养基是以组分1.74g/L K2HPO4,1.37g/L KH2PO4,0.146g/L NaCl,0.49g/L MgSO4·7H2O,0.078g/L CaCl2,0.0025g/L FeSO4·7H2O,0.53g/L(NH4)2SO4,7.8g/LMES,1.8g/L葡萄糖,0.5%甘油,20g/L琼脂构成的。
本发明基于对高山被孢霉ATCC32222基因组生物信息学分析的基础上,采用根癌农杆菌介导的基因敲除的方法,经过大量的实践尝试,构建了高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。获得的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株具有多次传代的遗传稳定性,且脂肪组分析结果与原养型菌株无明显差别。该菌株可以作为基因工程的受体菌株使用。
本发明获得的根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens C58C1-pBIG4KOura5已于2013年06月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCCNo.7730。
【附图说明】
图1为构建敲除质粒示意图;
图2为高山被孢霉OPRTase保守结构域分析示意图;
图3为融合PCR琼脂糖凝胶电泳图。
【具体实施方式】
以下通过实施例来进一步阐述本发明,下例实施例中未注明具体条件的实验方法,基本上都按照常见的分子克隆手册进行实验操作。
实施例1:高山被孢霉ATCC32222基因组生物信息学分析
根据高山被孢霉ATCC32222基因组信息(DDBJ/EMBL/GenBank accessionADAG00000000,first version ADAG01000000)预测的蛋白质编码序列经BLAST(E-value1E-5)对蛋白数据库NR(www.ncbi.nlm.nih.gov),KOGs和COGs,KEGG,Swiss-Prot和UniRef100,BRENDA搜索比对。使用InterProScan对蛋白质结构数据库进行比对。预测得到编码OPRTase的ura5基因coding序列全长654bp,其基因组序列无内含子。并根据ura5基因序列信息map高山被孢霉基因组序列,得到ura5基因以及上下游序列信息。
实施例2:KOura5敲除基因片段的获得
根据基因组生物信息学分析结果,针对OPRTase的蛋白质保守序列的活性位点(如图2),对ura5基因的DNA序列设计了包含不同长度的同源臂DNA序列敲除方案,以不同的长度和间距的上下游序列片段组合尝试对ura5基因进行打断。经过大量实践和比较筛选过程确认,使用的同源臂分别是ura5基因上游-1180至+212的1393bp和下游+231至+1592的1362bp的片段时,能够获得以下成功实施案例。该成功案例的具体实施步骤如下:
首先,根据NCBI数据库中设计引物
P1:GACCGGAATTCCGACGCTGACATTACACATTTATCC
P2:TGACGGTGGTGCAGGCCAGAGGGCCAAAGATGATGTCGTGCTCAATG
P3:TTGAGCACGACATCATCTTTGGCCCTCTGGCCTGCACCACCGTCATT
P4:TGCGGGGTACCCATGCGAATCACAGATATGG
引物P15'端引入EcoRI酶切位点;引物P45'端引入KpnI酶切位点。以高山被孢霉ATCC32222基因组为模板,用引物P1、P2和引物P3、P4分别扩增上下游片段。切胶纯化。再以上下游片段为模板,反应体系中加入P1、P4进行融合PCR反应,获得KOura5敲除基因片段,各PCR产物琼脂糖凝胶电泳见图3,M1为D2000Marker,1号泳道为上游同源臂,2号泳道为下游同源臂,3号泳道为融合PCR产物,M2为1kbladderMarker。将基因克隆到pEGMT-easy载体上,3730测序。
实施例3:敲除质粒pBIG4KOura5的构建
根据质粒pBluescript II SK+的序列信息设计引物:
MCS上游:TTTCGCTAGCACGACGTTGTAAAACGACGGCCAGT
MCS下游:AACAACAATTGGGGCTCCACCGCGGTGGCGGCCG
用PCR的方法获得质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段。
用限制性内切酶EcoR I和Xba I对MCS基因片段和质粒pBIG2RHPH2进行双酶切,试剂盒回收后,使用T4连接酶连接。连接体系为(10μL):MCS基因片段2μL,载体2μL,10×T4连接酶buffer1μL,T4连接酶1μL,无菌水41μL。4℃过夜连接。
连接产物转化大肠杆菌TOP10感受态。转化方法如下:
(1)无菌状态下取100μL感受态细胞,加入1-2μL连接产物,混匀。
(2)将⑴中感受态移入电转杯中,避免产生气泡。
(3)将电转杯放入Bio-Rad电转仪,调到合适预设程序档位,电转。
(4)电转后的感受态移至含有900μLSOC复苏培养基的离心管中,37℃,150rpm1小时。
(5)取200μL涂布100μg/mL卡那霉素抗性YEP固体培养基平板。倒置37℃培养过夜。
挑取阳性转化子,提取质粒,测序验证,结果表明连接成功。获得质粒pBIG4。
用限制性内切酶NheI和MunI,EcoRI和KpnI对敲除基因片段KOura5和质粒pBIG4进行酶切,试剂盒回收后,使用T4连接酶连接,转化TOP10感受态,挑取阳性转化子,提取质粒,测序验证,结果表明连接成功。获得质粒pBIG4KOura5。
其中,SOC复苏培养基是以组分20g/LTryptone,5g/L酵母粉,0.5g/LNaCl,2.5mMKCl,10mMMgCl2.20mM葡萄糖构成的;YEP固体培养基是以组分10g/LTryptone,10g/L酵母粉,5g/LNaCl,20g/L琼脂构成的。
实施例4:根癌农杆菌介导转化高山被孢霉
在已有的国内外文献有关根癌农杆菌转化方法报道的基础上,做了适当的优化调整,具体成功实施例如下:
(1)取保存于-80℃的含有质粒pBIG4KOura5的根癌农杆菌C58C1于含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的YEP固体培养基平板划线。30℃倒置避光培养48小时。
(2)挑取单克隆接种至20mL含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的液体YEP培养基中30℃,200rpm避光培养24-48小时。
(3)4000g离心5分钟收集菌体,倒掉上清。加5mLIM培养基重悬菌体,4000g离心5分钟,倒掉上清。加2mLIM培养基重悬菌体。
(4)用IM培养基调整菌浓度至OD600=0.9。30℃,200rpm避光培养至OD600-1.5。
(5)收集高山被孢霉孢子,用血球计数器计数,调整孢子浓度到106个每100μL。
(6)取100μL根癌农杆菌与100μL孢子混合,均匀涂布于铺有玻璃纸IM固体培养基上。23℃避光培养48-96小时。
(7)将玻璃纸转移到含有100μg/mL壮观霉素,100μg/mL头孢噻肟,0.05g/L尿嘧啶的GY平板上。25-30℃培养至产生大量孢子。
其中,液体YEP培养基是以组分10g/LTryptone,10g/L酵母粉,5g/LNaCl构成的。
实施例5:高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株筛选和鉴定
(1)用3mL生理盐水冲刷共培养的平皿表面,收集液体于一个无菌1.5mL离心管中。过25μm滤膜。
(2)分别取200μL涂布于含有1mg/mL5-FOA,100μg/mL壮观霉素,100μg/mL头孢噻肟,0.05g/L尿嘧啶的GY平板上。
(3)25℃避光培养5-10天。
(4)随时用无菌镊子挑出长出的真菌菌丝,接种于含有1mg/mL5-FOA,100μg/mL壮观霉素,100μg/mL头孢噻肟,0.05g/L尿嘧啶的GY平板上。25℃避光培养2-4天。
(5)将(4)中明显生长的菌落分别接种到含有尿嘧啶和不含有尿嘧啶的SC固体平板上。
25℃培养2-4天。
(6)观察在高山被孢霉两种平板上的生长情况。挑出只在含有尿嘧啶的SC平板上生长的菌落,接种于含有0.5mg/mL5-FOA的GY斜面上。
(7)将(6)中斜面上的高山被孢霉菌株孢子在含有0.5mg/mL5-FOA的GY斜面上传代3次,每一次传代都重复步骤(5)中描述实验。
(8)稳定遗传的菌株鉴定为尿嘧啶营养缺陷型表型保藏于含有0.5mg/mL5-FOA的GY斜面上。
(9)提取具有尿嘧啶营养缺陷型表型高山被孢霉基因组。用引物:
上游:ATGACCATCAAGGATTACCAGCGCG
下游:ATCCTTAAACACCGTACTTCTCGCG
PCR获得ura5基因,PCR产物纯化后,测序,鉴定为213bp-230bp缺失的ura5基因。
实施例6:高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株脂肪组提取与检测
(1)将高山被孢霉原养型菌株与实施例5筛选获得的三株高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株接种于发酵培养基(营养缺陷型菌株需额外添加0.05g/L尿嘧啶)中,25℃,200rpm培养7-14天。
其中,发酵培养基是购买自以组分50g/L葡萄糖,2.0g/LL-酒石酸铵,7.0g/LKH2PO4,2.0g/L Na2HPO4,1.5g/L MgSO4·7H2O,1.5g/L Yeast extract,0.1g/LCaC12·2H2O,8mg/L FeCl3·6H2O,1mg/L ZnSO4·7H2O,0.1mg/L CuSO4·5H2O,0.1mg/LCo(NO32·6H2O,0.1mg/LMnSO4·5H2O构成的。
(2)收集菌体,冷冻干燥。
(3)取100mg干重菌丝,加入2mL4mol/L盐酸。
(4)80℃水浴0.5小时,-80℃15分钟。重复一次。80℃水浴0.5小时。
(5)冷却至室温,加入1mL甲醇,混匀。
(6)加入1mL氯仿,震荡10分钟。6000g离心3分钟。收集氯仿。
(7)重复(6)两次。
(8)合并氯仿(3mL),加入1mL饱和氯化钠,混匀,3000g离心3分钟。收集氯仿层于新瓶。剩余液体加入1mL氯仿,3000g离心3分钟。合并氯仿(4mL)。
(9)氮吹干燥,加入1mL乙醚,转移至洁净的已经称重的瓶中。氮吹干燥,称重得到总脂肪重量。高山被孢霉原养型菌株与三株尿嘧啶营养缺陷型菌株总脂肪含量见表1。
表1、高山被孢霉原养型菌株与三株尿嘧啶营养缺陷型菌株总脂肪含量
(10)GC分析脂肪组构成。
高山被孢霉原养型菌株与三株尿嘧啶营养缺陷型菌株脂肪组比较见表2。
表2、高山被孢霉原养型菌株与三株尿嘧啶营养缺陷型菌株脂肪组比较
实验结果表明,通过本实验的方法获得的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株具有多次传代的遗传稳定性,且脂肪组分析结果与原养型菌株无明显差别。该菌株可以作为基因工程的受体菌株使用。
虽然本发明专利已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明。任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种改动与修饰。因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种制备高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株的方法,所述菌株是通过失活Mortierella alpinaATCC 32222基因组中编码乳清酸磷酸核糖转移酶OPRTase的ura5基因构建而成的,所述ura5基因的失活是通过缺失654bp的ura5基因中的213bp-230bp共18bp的序列而实现的,其特征在于所述方法是通过同源重组使高山被孢霉ura5基因中的213bp-230bp共18bp序列缺失从而使ura5基因失活,所使用的同源臂分别是ura5基因上游-1180至+212的1393bp和下游+231至+1592的1362bp的片段,具体步骤为:首先获得ura5敲除基因片段,并进一步构建敲除质粒pBIG4KOura5,然后用重组质粒pBIG4KOura5转化根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens C58C1,最后用经转化的含质粒pBIG4KOura5的根癌农杆菌转化高山被孢霉并对转化后的高山被孢霉进行筛选和鉴定,获得尿嘧啶营养缺陷型菌株。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基因敲除使用的根癌农杆菌起始载体为:pBIG2RHPH2。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,基因敲除载体构建的具体步骤如下:
1)用PCR的方法获得质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段;
2)用限制性内切酶EcoR I和Xba I对MCS基因片段和质粒pBIG2RHPH2进行酶切,并通过连接反应将MCS基因片段插入质粒pBIG2RHPH2的EcoR I和Xba I位点之间得到质粒pBIG4;
3)用融合PCR的方法获得并连接ura5基因的上下游序列,得到敲除基因片段;
4)用限制性内切酶EcoR I和Kpn I对敲除基因片段和质粒pBIG4进行酶切,并通过连接反应将敲除基因片段插入质粒pBIG4获得pBIG4KOura5。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤3)中的敲除基因片段是通过下述步骤获得的,
首先根据NCBI数据库设计如下引物
P1:GACCGGAATTCCGACGCTGACATTACACATTTATCC
P2:TGACGGTGGTGCAGGCCAGAGGGCCAAAGATGATGTCGTGCTCAATG
P3:TTGAGCACGACATCATCTTTGGCCCTCTGGCCTGCACCACCGTCATT
P4:TGCGGGGTACCCATGCGAATCACAGATATGG
然后以高山被孢霉ATCC32222基因组为模板,用引物P1、P2和引物P3、P4分别扩增上下游片段,再以上下游片段为模板,在反应体系中加入P1、P4进行融合PCR反应,获得KO ura5敲除基因片段。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据质粒pBluescript II SK+的序列信息设计如下引物:
MCS上游:TTTCGCTAGCACGACGTTGTAAAACGACGGCCAGT
MCS下游:AACAACAATTGGGGCTCCACCGCGGTGGCGGCCG
然后用PCR的方法获得步骤1)中的质粒pBluescript II SK+的MCS基因片段。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的根癌农杆菌介导的基因敲除方法是采用根癌农杆菌转化高山被孢霉,具体为:取100μL根癌农杆菌与100μL高山被孢霉孢子混合,均匀涂布于铺有玻璃纸IM固体培养基上,进行转化培养,然后筛选获得高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型菌株。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于根癌农杆菌转化高山被孢霉的具体步骤如下:
(1)取保存于-80℃的含有质粒pBIG4KOura5的根癌农杆菌C58C1于含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的YEP固体培养基平板划线;30℃倒置避光培养48小时;
⑵挑取单克隆接种至20mL含有100μg/mL利福平和100μg/mL卡那霉素的液体YEP培养基中30℃,200rpm避光培养24-48小时;
⑶4000g离心5分钟收集菌体,倒掉上清,加5mL IM培养基重悬菌体,4000g离心5分钟,倒掉上清,加2mL IM培养基重悬菌体;
⑷用IM培养基调整菌浓度至OD600=0.9,30℃,200rpm避光培养至OD600=1.5;
⑸收集高山被孢霉孢子,用血球计数器计数,调整孢子浓度到106个每100μL;
⑹取100μL根癌农杆菌与100μL孢子混合,均匀涂布于铺有玻璃纸IM固体培养基上,23℃避光培养48-96小时;
⑺将玻璃纸转移到含有100μg/mL壮观霉素,100μg/mL头孢噻肟,0.05g/L尿嘧啶的GY平板上,25-30℃培养至产生大量孢子。
CN201310347934.8A 2013-08-09 2013-08-09 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法 Active CN103468581B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347934.8A CN103468581B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法
US14/910,675 US9982269B2 (en) 2013-08-09 2014-02-21 Mortierella alpine uracil auxotroph with URA5 gene knocked out through homologous recombination, and construction method thereof
PCT/CN2014/072350 WO2015018198A1 (zh) 2013-08-09 2014-02-21 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347934.8A CN103468581B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103468581A CN103468581A (zh) 2013-12-25
CN103468581B true CN103468581B (zh) 2015-09-16

Family

ID=49793624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310347934.8A Active CN103468581B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9982269B2 (zh)
CN (1) CN103468581B (zh)
WO (1) WO2015018198A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103468581B (zh) * 2013-08-09 2015-09-16 江南大学 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法
CN103820335B (zh) * 2014-03-11 2017-02-08 江南大学 一种过表达ω3脱饱和酶基因的高山被孢霉基因工程菌株及其构建方法
CN106754436B (zh) * 2017-01-13 2023-07-04 江南大学 高山被孢霉ccfm698菌体的制备及其在饲料添加剂中的应用
CN108384798B (zh) * 2018-02-13 2020-12-29 江南大学 一种利用根癌农杆菌转化高山被孢霉菌丝的方法
CN109880844A (zh) * 2019-03-06 2019-06-14 江苏省农业科学院 一种基于同源重组的变棕溶杆菌oh23基因敲除系统的构建方法与应用
CN109988716B (zh) * 2019-04-16 2023-09-05 上海百信生物科技有限公司 一种利用尿嘧啶营养缺陷型进行灵芝菌种保护的方法
CN110331099A (zh) * 2019-07-31 2019-10-15 江南大学 一种产油丝状真菌遗传改造菌株的快速筛选方法
CN113817765B (zh) * 2021-09-16 2024-01-16 山东大学 农杆菌同源重组系统及其应用
CN114717268A (zh) * 2021-11-01 2022-07-08 天津农学院 一种可用于无痕遗传转化菌株的制备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101560475A (zh) * 2009-03-31 2009-10-21 元昊 尿嘧啶营养缺陷型汉逊酵母菌及其构建方法与应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4537319B2 (ja) * 2003-08-22 2010-09-01 サントリーホールディングス株式会社 脂質生産菌の育種方法
CN103571762B (zh) * 2013-10-30 2015-08-12 江南大学 一种高山被孢霉重组基因表达系统及其构建方法和应用
CN103468581B (zh) * 2013-08-09 2015-09-16 江南大学 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101560475A (zh) * 2009-03-31 2009-10-21 元昊 尿嘧啶营养缺陷型汉逊酵母菌及其构建方法与应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cloning and sequencing of the ura3 and ura5 genes, and isolation and characterization of uracil auxotrophs of the fungus Mortierella alpina 1S-4;Takeno S, et al;《Biosci Biotechnol Biochem》;20041231;第68卷(第2期);277–285 *
Production of high yields of arachidonic acid in a fed-batch system by Mortierella alpina ATCC 32222;A. Singh á O. P. Ward;《Appl Microbiol Biotechnol》;19971231;第48卷;1-5 *
Seiki Takeno,et al..Establishment of an overall transformation system for an oil-producing filamentous fungus, Mortierella alpina 1S-4.《Appl Microbiol Biotechnol》.2004,第65卷 *
根癌农杆菌介导的尿嘧啶缺陷烟曲霉转化是基因敲除的有效方法;乔建军等;《北京大学学报》;20080630;第40卷(第3期);330-333 *
高山被孢霉产花生四烯酸及其遗传改造的研究进展;丛蕾蕾等;《生物工程学报》;20100925;第26卷(第9期);1232-1238 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103468581A (zh) 2013-12-25
WO2015018198A1 (zh) 2015-02-12
US9982269B2 (en) 2018-05-29
US20160355831A1 (en) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103468581B (zh) 一种通过同源重组敲除ura5基因的高山被孢霉尿嘧啶营养缺陷型及其构建方法
CN103571762B (zh) 一种高山被孢霉重组基因表达系统及其构建方法和应用
CN105695485B (zh) 一种用于丝状真菌Crispr-Cas系统的Cas9编码基因及其应用
CN103820335B (zh) 一种过表达ω3脱饱和酶基因的高山被孢霉基因工程菌株及其构建方法
CN102994439A (zh) 一株产莽草酸的大肠杆菌重组菌及其构建方法及应用
CN105483153B (zh) 酿酒酵母代谢工程改造提高s-腺苷-l-蛋氨酸生产水平的方法
CN105420154A (zh) 双基因敲除重组红球菌、构建方法及其应用
CN101979587B (zh) 少动鞘氨醇单胞菌的八氢番茄红素脱氢酶基因及其应用
CN101096651B (zh) 表达聚羟基脂肪酸酯的工程菌及其构建方法与应用
CN107043730A (zh) 用于生产吩嗪‑1‑甲酰胺的基因工程菌株、制备方法及用途
US9850502B2 (en) Mutant yeast strain with decreased glycerol production
CN105647822A (zh) 一株过表达来源于寄生疫霉的ω-3脱饱和酶的重组高山被孢霉、其构建方法及应用
CN107574190A (zh) 一种提高卷枝毛霉产油量的制备方法
CN105441517A (zh) 虫草素的合成基因簇的鉴定和应用
US20180237789A1 (en) Mortierella alpine uracil auxotroph with ura5 gene knocked out through homologous recombination
CN105349441B (zh) 高产孢子的木霉菌T23-Ovel1菌株及其构建方法
CN105296368B (zh) 一株异源表达MpFADS6基因的重组高山被孢霉菌株、其构建方法及其在生产EPA中的应用
CN114958636B (zh) 一株高产石榴酸的重组解脂耶氏酵母菌及其构建方法和应用
CN105176848B (zh) 一株过表达3‑磷酸甘油脱氢酶基因的高山被孢霉、其构建方法及应用
CN104561081B (zh) 一株能够利用木糖的酵母Candida amazonensis的表达系统
CN104630079A (zh) 一种异源表达亚油酸异构酶基因的重组高山被孢霉菌株及其构建方法
CN102120966A (zh) Ura3缺陷型毕赤酵母x-33菌株的构建及应用
CN103525854A (zh) 高基因敲除效率的谢瓦氏曲霉间型变种工程菌株的构建方法
CN105368727B (zh) 一株协同表达6-磷酸葡萄糖脱氢酶与苹果酸酶的重组高山被孢霉菌株及其构建方法和应用
CN105002105A (zh) 高生物量和/或高生长速度重组菌及其构建方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant