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基因工程生防菌的应用为植物病虫害的综合治理提供了一项具有广阔前景的重要手段。本文将梨火疫欧文氏杆菌中,利用Ⅲ型机制分泌的植物抗性诱导蛋白Harpin克隆于诱导表达载体pExSec1的金黄色葡萄球菌蛋白A信号肽及ZZ片段的后面,通过Ⅱ型机制在大肠杆菌中表达和分泌ZZ::Harpin融合蛋白,为了使工程菌在植物表面能表达分泌Harpin,又将表达融合蛋白的基因克隆到组成型表达载体pKK233-2上,并转化经典的生防菌成团泛菌308R,观察了重组生防工程菌的分泌表达、过敏反应活性以及遗传稳定性问题。 首先,根据GenBank中登录的hrpN序列设计引物,以携带着hrp基因簇的质粒pCPP430为模板扩增、克隆出植物抗性诱导蛋白Harpin的结构基因hrpN,与pGEM-T载体连接得到重组质粒pGEM-T-hrpN,酶切分离hrpN片段,克隆到利用Ⅱ型分泌机制分泌目的蛋白的诱导型表达型载体pExSec1上,得到重组质粒pExSec1-hrpN,采用CaCl2化学转化法转化大肠杆菌BL21(DE3),通过IPTG诱导培养,制备CFEP和胞外无细胞培养上清液,观察重组菌的分泌表达及过敏反应活性。结果表明:利用Ⅲ型机制分泌的Harpin蛋白,其N端连接上信号肽和ZZ片段后,不仅在E.coli BL21(DE3)中能利用Ⅱ型机制表达分泌,而且在Harpin前加一段164个氨基酸的SZZ序列或ZZ::Harpin融合蛋白依然有活性。 其次,以pExSec1-hrpN为模板扩增SZZ-hrpN基因,PCR产物克隆于pGEM-T载体,得到重组质粒pGEM-T-SZZ-hrpN,酶切分离SZZ-hrpN片段,克隆于组成型表达载体pKK233-2的trc启动子之后,并由此获得重组质粒pKK233-2-SZZ-hrpN。最终采用电击转化法导入成团泛菌308R。结果表明:重组生防工程菌308R(pKK233-2-SZZ-hrpN)可组成型表达ZZ::Harpin融合蛋白,并能够在信号肽序列的带动下分泌到细胞外,且有过敏反应活性。 在构建生防工程菌的过程中,重组质粒的遗传稳定性和工程菌在植物表面的定殖能力是影响生防效果的重要因素之一。我们将重组生防工程菌308R(pKK233-2-SZZ-hrpN)在无抗生素的LB培养基中连续传代,检测其质粒遗传稳定性,并将工程菌喷洒于植物叶面,连续取样检测其定殖能力。结果表明:308R(pKK233-2-SZZhrpN)的质粒稳定性均比308R(pCPP430)略高,但是远低于带有parDE序列的308R(pRTnp)。因此,进一步提高308R(pKK233-2-SZZ-hrpN)的遗传稳定性可以为将来在没有抗生素标记选择压力下,生防工程菌的大规模发酵制备和在田间长期稳定发挥抗病效果奠定基础。