HaSNPV几丁质酶基因多拷贝重组菌株的筛选、表达、鉴定及其产酶条件的优化

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棉铃虫是我国重要的农业害虫之一,常常造成巨大的经济损失。而化学农药长期大量的使用,不仅使得棉铃虫的抗药性剧增,且污染环境。棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(HaSNPV)是棉铃虫专一性病原微生物,具有寄主范围特异、对靶标高毒力、无药害、使用安全、害虫不产生抗药性等优点,是理想的害虫控制因子。但传统病毒杀虫剂杀虫作用缓慢、范围窄等限制了它的使用。在HaSNPV基因组中发现的18家族几丁质酶基因是一个晚期非必需基因,与受染虫体液化和病毒侵染机制密切相关,因而对该基因进行深入研究,将对病毒杀虫剂的遗传改良和新的表达系统的建立有着重要的意义。为了克服前期实验HaSNPV几丁质酶基因在原核表达系统中存在的不易分离纯化、蛋白无活性等问题,本研究尝试使用真核表达系统。实验中,首先将目的基因克隆构建到真核表达质粒pPIC9K中,测序鉴定重组子正确后,电转化毕赤酵母GS115感受态细胞。经MM和MD平板筛选,获得了表型为Mut~+的转化子;在此基础上,再经过遗传霉素梯度抗性的筛选,获得了抗4.0mg/mL遗传霉素G418的重组菌株。该重组菌株以甲醇为诱导剂,30℃下预表达,经SDS-PAGE鉴定,表达的目的蛋白(96小时)占总分泌蛋白的50%;经Schales法测定几丁质酶活,每mL发酵液上清中酶活达66U(108小时)。得到了经过鉴定的多拷贝重组菌株,实验接着对影响蛋白表达和产酶的6个影响因素进行了实验分析,获得了多拷贝重组菌株摇床水平的最佳培养条件:温度29℃;pH值6.0;摇床转速250rpm;发酵时间108小时;甲醇诱导量1.0%;油酸添加量0.05%。并通过正交设计法优化了培养基配方:甲醇含量1.0%;YNB含量0.67%;BMGY与BMMY体积比1:1;酵母浸膏含量1.5%。在此条件下,多拷贝重组菌株蛋白表达量达到174.42mg/L,酶活达到96.50U/mL。这为下一步筛选研究Mut~s表型转化子,研究几丁质酶的结构与功能,以及高抗重组菌株GS115-pPIC9K-ChiA的放大生产奠定了一个良好的基础。
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