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本实验以建立和完善螺旋藻的遗传转化操作系统为目标,研究螺旋藻在液体和固体培养条件下对Amp(氨苄青霉素)的敏感度,确定筛选压力Amp的浓度;克隆报告基因luxAB片段,与含有Ubil启动子基因及amp基因的载体大片段连接重组,构建新的穿梭质粒载体;并对螺旋藻受体细胞进行预处理,抑制核酸酶活性,采用电击转化法将构建的新质粒载体转化螺旋藻细胞Amp对钝顶螺旋藻A9藻株有较强抑制作用,液体培养时Amp对螺旋藻的最低抑制浓度为100μg·ml-1;固体培养时Amp对螺旋藻的最低抑制浓度约为200μg·ml-1。Amp适合作为螺旋藻的抗性筛选压力,筛选压力为200μg·ml-1。
本实验选择合适载体质粒pUCΩGUS,使用EcoRⅠ和SmaⅠ双酶切载体质粒pUCΩGUS获得目的载体大片段(含有Ubil启动子基因及amp抗性基因),琼脂糖凝胶电泳回收目的载体大片段;根据质粒pRL1063a中luxAB基因的碱基序列设计引物,在引物上下游分别加入EcoRⅠ酶切位点和SmaⅠ酶切位点,以线型质粒pRL1063a为DNA模板(SaIⅠ酶切),采用PCR(聚合酶链式反应)体外扩增目的标记基因片段luxAB,琼脂糖凝胶电泳纯化PCR产物,双酶切(EcoRⅠ和SmaⅠ)PCR产物,利用凝胶回收试剂盒回收标记基因片段luxAB;在T4 DNA连接酶的作用下将载体大片段和luxAB基因片段进行体外连接重组,构建带有luxAB报告基因的新型穿梭质粒载体pUCΩluxAB;用氯化钙法制备大肠杆菌MC4100A感受态细胞,采用热激法将重组的穿梭质粒载体pUCΩluxAB转化宿主E.coli MC4100A细胞,培养宿主细胞,胞内扩增重组的质粒载体pUCΩluxAB;酶切鉴定重组质粒;重组的质粒载体pUCΩluxAB转化表达宿主细胞,加反应底物癸醛观察表达结果。
本实验成功获得含有Ubil启动子基因及amp基因的载体大片段,有效地体外扩增目的标记基因片段luxAB,成功将载体大片段和luxAB基因片段进行体外连接重组,酶切鉴定初步证明重组的穿梭质粒载体pUCΩluxAB构建成功。
在低于最适生长温度的条件下(24℃)培养螺旋藻A9藻丝体;用2mmol·L-1的EDTA预处理、培养24h;利用超声波对螺旋藻A9藻丝体进行处理,功率为300W,处理时间为70s;采用电击转化方法,将重组质粒转化螺旋藻A9细胞。
本实验电击转化螺旋藻细胞的脉冲时间为5.0ms、电场强度为4kv·cm-1;电击缓冲液为无菌的含0.5 mol·L-1蔗糖(渗透压稳定剂)的1.0 mmol·L-1HEPES(pH7.5);电击转化的对象为对数生长期中期的螺旋藻细胞。