CN105969671A - 一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法 - Google Patents

一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法。所述制备方法，包括如下步骤：采用溶壁酶和崩溃酶组成的混合酶液对桦褐孔菌菌丝膜进行酶解，对酶解液用8层擦镜纸过滤，收集滤液、离心，所得沉淀即为桦褐孔菌原生质体。所述转化步骤：将质粒pAN7‑1通过PEG/CaCl2介导，转化至桦褐孔菌原生质体中，得到含有质粒pAN7‑1的桦褐孔菌。采用本方法制得的桦褐孔菌原生质体产率高达5×107个/mL，再生率为7％。本发明的制备和转化方法为后期对该菌进行遗传操作改造，提高三萜化合物及其前体的产量，进而提高桦褐孔菌的药用价值，满足市场的需求奠定了基础。

Description

一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法
技术领域
本发明属于基因工程领域，涉及真菌生物学，具体涉及一种桦褐孔菌原生质体的制备方法和转化方法。
背景技术
桦褐孔菌(Inonotus obliquus)是一种珍贵的药用真菌，早在16世纪，东欧民间就广泛用桦褐孔菌防治多种疑难杂症，如胃癌、肠癌及心血管类疾病。桦褐孔菌药用价值的主要活性成分是三萜化合物，具有抗氧化、抗肿瘤和抗菌活性。随着野生资源的日益枯竭及对桦褐孔菌需求量的日益增加，应用现代生物技术提高人工培养桦褐孔菌菌丝体三萜类化合物的产量来满足人们对桦褐孔菌的需求尤为重要。因此，十分有必要建立桦褐孔菌的遗传转化体系，以便于后期对该真菌进行遗传操作改造，提高三萜化合物及其前体的产量，进而提高桦褐孔菌的药用价值，满足市场的需求。而目前没有对桦褐孔菌转化方法的报道。桦褐孔菌在实验室主要以菌丝繁殖，但孢子极难获得，为获得遗传转化所需的单细胞材料，制备高质量的桦褐孔菌原生质体是以上研究的基础和关键步骤。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备高质量桦褐孔菌原生质体的方法和一种适合桦褐孔菌的转化方法。
本发明通过如下技术方案予以实现：一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，包括制备步骤和转化步骤。
(一)制备步骤：采用溶壁酶和崩溃酶组成的混合酶液对桦褐孔菌菌丝膜进行酶解，得到桦褐孔菌原生质体。具体如下：
1)原生质体的制备：无菌接种环撩起桦褐孔菌菌丝膜，加入离心管中，用无菌水和渗透压稳定剂洗涤，用无菌滤纸片吸干水分，按每100mg桦褐孔菌菌丝膜加1-1.5ml混合酶液的比例，加入混合酶液，于30-35℃，90rpm，酶解2-3h，得酶解液；
2)原生质体纯化：酶解液用8层无菌擦镜纸过滤，将滤液收集到离心管中，4000rpm离心10min，弃去上清液，取沉淀，即为桦褐孔菌原生质体。
优选的，所述的混合酶液是：按质量比,溶壁酶:崩溃酶＝1.5-2.5:1，混合后，由渗透压稳定剂溶解，经0.22μm微孔滤膜过滤，混合酶液中，酶的总浓度为25-35mg/ml。
更优选的，所述的混合酶液是：按质量比,溶壁酶:崩溃酶＝2:1，混合后，由渗透压稳定剂溶解，经0.22μm微孔滤膜过滤，混合酶液中，酶的总浓度为30mg/ml。
优选的，所述的渗透压稳定剂是KCl水溶液。
(二)转化步骤：将质粒pAN7-1通过PEG/CaCl2介导，转化至桦褐孔菌原生质体中，得到含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌。具体如下：
用STC buffer稀释桦褐孔菌原生质体至浓度为1×107个/ml，得到桦褐孔菌原生质体悬液，每150μl桦褐孔菌原生质体悬液与10μl线性化质粒pAN7-1轻轻混匀，随后依次加入100μl、300μl、500μl、600μl的PEG solution，并轻轻混匀，冰浴20min，室温放置20min后加入4ml STC buffer，于4℃，3000rpm/min离心20min，弃上清液，取沉淀加入4ml液体再生培养基，孵育12-14h，4000rpm/min离心10min，留少许上清液，使沉淀悬浮，取150μl沉淀涂布到含有潮霉素B抗性的再生培养基平板上，28℃培养得阳性菌落，然后提取阳性菌落的基因组，以潮霉素B作为筛选标记基因，筛选阳性克隆，得到含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌。
优选的，所述的STC buffer组成为：1.2M山梨醇、50mM CaCl2、10mM Tris-HCl，PH＝7.5。
优选的，所述的再生培养基的配方为：葡萄糖20g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、磷酸二氢钾1g、MgSO4·7H2O 1g，蒸馏水1000ml，PH＝6.8，琼脂18g。
所述的质粒pAN7-1是一种大肠杆菌:真菌穿梭载体，全长6756bp，含有双抗性基因-氨苄青霉素(Amp)和潮霉素(hph)抗性基因，hph基因的启动子是构巢曲霉gpdA基因的启动子，终止子是构巢曲霉trpC基因的终止子，为现有技术中的已知产品。
本发明的有益效果是：采用本发明的方法制得的桦褐孔菌原生质体，质量好，原生质体的释放量达5×107个/mL，再生率为7％，处于较高的水平。
附图说明
图1是用溶壁酶和崩溃酶混合酶液制备的桦褐孔菌原生质体酶解液图。
图2是用8层擦镜纸过滤后的原生质体图。
图3是桦褐孔菌原生质体再生出的菌落图。
图4是以阳性菌株的基因组为模板,扩增hph基因的PCR产物鉴定图,其中泳道1为DL2000DNA Marker，泳道2、3分别为以阳性菌落的基因组和质粒为模板扩增得到的PCR产物。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法
(一)桦褐孔菌菌丝膜的制备
将桦褐孔菌菌丝接种于含0.08％MgSO4的PDA固体培养基上，培养6天后，用接种环挑取菌落片层到含有无菌水和玻璃珠的50ml离心管中(玻璃珠和50ml离心管均已灭菌)，涡旋振荡，直至成为很小的菌丝片段，用移液枪吸取1ml菌丝片段到含0.08％MgSO4的200ml PDA液体培养基中，静置培养12天，得到桦褐孔菌菌丝膜。
(二)混合酶液的制备
分别称取60mg溶壁酶和30mg崩溃酶，加入3ml渗透压稳定剂(0.6mol/L KCl溶液)，待酶完全溶解之后，用0.22μm滤膜过滤，取滤液，用渗透压稳定剂制成浓度为30mg/ml的混合酶液，置于无菌间备用，当天使用。
(三)原生质体的制备
取50ml空离心管，用无菌接种环撩起制备好的桦褐孔菌菌丝膜至该离心管中，用无菌水和渗透压稳定剂各洗两次，用无菌滤纸片吸干水分，按每100mg桦褐孔菌菌丝膜加1ml混合酶液的比例，加入混合酶液，于32℃，90rpm，酶解2h，得到的酶解液，显微镜镜检结果如图1所示，由图1可见，原生质体数量较多，大小均一，质量较高。
(四)原生质体的纯化
酶解液用8层无菌擦镜纸过滤，去除菌丝，将滤液收集到离心管中，结果如图2所示，由图2可见，并无菌丝碎片剩余，可以排除再生的菌落是由菌丝碎片生长出的菌落而非原生质体再生的可能性，4000rpm离心10min，弃去上清液，沉淀用4℃预冷的渗透压稳定剂和STC buffer(1.2M山梨醇、50mM CaCl2、10mM Tris-HCl，PH＝7.5)各洗2次，最后用STC buffer稳定液悬原生质体，即制得桦褐孔菌原生质体悬液，冰浴备用。
采用血球计数板对所得原生质体进行计数，计数结果表明，桦褐孔菌原生质体的浓度为5×107个/mL，将制得的原生质体涂布到再生培养基上，再生出的菌落如图3所示，经计算，再生率约为7％。
(五)桦褐孔菌原生质体转化
用STC buffer稀释桦褐孔菌原生质体悬液至浓度为1×107个/ml，每150μl稀释后的桦褐孔菌原生质体悬液与10μl线性化质粒pAN7-1轻轻混匀，随后依次加入100μl、300μl、500μl、600μl的PEG solution，并轻轻混匀，冰浴20min，室温放置20min后加入4ml STCbuffer，于4℃，3000rpm/min离心20min，弃上清液，取沉淀加入4ml液体再生培养基(葡萄糖20g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、磷酸二氢钾1g、MgSO4·7H2O 1g，蒸馏水1000ml，PH＝6.8，琼脂18g)，孵育12h，4000rpm/min离心10min，留少许上清液，使沉淀悬浮，取150μl沉淀涂布到含有潮霉素B抗性的再生培养基平板上，28℃培养得阳性菌落，然后提取阳性菌落的基因组，以潮霉素B作为筛选标记基因，筛选阳性克隆，得到含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌。
(六)阳性克隆的鉴定
将含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌转接于50μg/ml潮霉素B的再生培养基中，28℃培养10天，用接种环挑取菌丝片段，提取其基因组。以所得基因组为模板，以HPH-F(5’ACGTCTGTCGAGAAGTTTC-3’)和HPH-R(5’-CACAGCCATCGGTCCAG-3’)为引物，进行PCR扩增，验证质粒pAN7-1是否导入桦褐孔菌的原生质体中。
其反应体系如下：
PCR扩增程序如下：
PCR反应产物进行1％琼脂糖凝胶电泳鉴定。结果如图4所示。由图4可见，以阳性转化子的基因组为模板，与阳性质粒所得结果一致。
实施例2混合酶液对桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法的影响
方法同实施例1，区别在于，混合酶液的配制方法如下：
分别称取45mg溶壁酶和30mg崩溃酶，加入3ml渗透压稳定剂(0.6mol/L KCl溶液)，待酶完全溶解之后，用0.22μm滤膜过滤，取滤液，用渗透压稳定剂制成浓度为25mg/ml的混合酶液，置于无菌间备用，当天使用。
桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法及释放量测定与实施例1相同，经测定后，本实施例方法制得的桦褐孔菌原生质体的浓度为9×106个/ml。将制得的原生质体涂布到再生培养基上，再生率约为6.87％。
实施例3混合酶液对一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化的影响
方法同实施例1，区别在于，混合酶液的配制方法如下：
分别称取75mg溶壁酶和30mg崩溃酶，加入3ml渗透压稳定剂(0.6mol/L KCl溶液)，待酶完全溶解之后，用0.22μm滤膜过滤，取滤液，用渗透压稳定剂制成浓度为35mg/ml的混合酶液，置于无菌间备用，当天使用。
桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法及释放量测定与实施例1相同，经测定后，本实施例方法制得的桦褐孔菌原生质体的浓度为2.5×107个/ml。将制得的原生质体涂布到再生培养基上，再生率约为6.38％。

Claims (9)

1.一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：包括制备步骤：采用溶壁酶和崩溃酶组成的混合酶液对桦褐孔菌菌丝膜进行酶解，得到桦褐孔菌原生质体。
2.根据权利要求1所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的制备步骤具体如下：
1)原生质体的制备：无菌接种环撩起桦褐孔菌菌丝膜，加入离心管中，用无菌水和渗透压稳定剂洗涤，用无菌滤纸片吸干水分，按每100mg桦褐孔菌菌丝膜加1-1.5ml混合酶液的比例，加入混合酶液，于30-35℃，90rpm，酶解2-3h，得酶解液；
2)原生质体纯化：酶解液用8层无菌擦镜纸过滤，将滤液收集到离心管中，4000rpm离心10min，弃去上清液，取沉淀，即为桦褐孔菌原生质体。
3.根据权利要求1或2所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的混合酶液是：按质量比,溶壁酶:崩溃酶＝1.5-2.5:1，混合后，由渗透压稳定剂溶解，经0.22μm微孔滤膜过滤，混合酶液中，酶的总浓度为25-35mg/ml。
4.根据权利要求3所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的混合酶液是：按质量比,溶壁酶:崩溃酶＝2:1，混合后，由渗透压稳定剂溶解，经0.22μm微孔滤膜过滤，混合酶液中，酶的总浓度为30mg/ml。
5.根据权利要求2所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的渗透压稳定剂是KCl水溶液。
6.根据权利要求1或2所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：包括转化步骤：将质粒pAN7-1通过PEG/CaCl2介导，转化至桦褐孔菌原生质体中，得到含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌。
7.根据权利要求6所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的转化步骤具体如下：用STC buffer稀释桦褐孔菌原生质体至浓度为1×107个/ml，得桦褐孔菌原生质体悬液，每150μl桦褐孔菌原生质体悬液与10μl线性化质粒pAN7-1轻轻混匀，随后依次加入100μl、300μl、500μl、600μl的PEG solution，并轻轻混匀，冰浴20min，室温放置20min后加入4ml STC buffer，于4℃，3000rpm/min离心20min，弃上清液，取沉淀加入4ml液体再生培养基，孵育12-14h，4000rpm/min离心10min，留少许上清液，使沉淀悬浮，取150μl沉淀涂布到含有潮霉素B抗性的再生培养基平板上，28℃培养得阳性菌落，然后提取阳性菌落的基因组，以潮霉素B作为筛选标记基因，筛选阳性克隆，得到含有质粒pAN7-1的桦褐孔菌。
8.根据权利要求2或7所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的STC buffer组成为：1.2M山梨醇、50mM CaCl2、10mM Tris-HCl，PH＝7.5。
9.根据权利要求2或7所述的一种桦褐孔菌原生质体的制备和转化方法，其特征在于：所述的再生培养基的配方为：葡萄糖20g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、磷酸二氢钾1g、MgSO4·7H2O 1g，蒸馏水1000ml，PH＝6.8，琼脂18g。
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