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集胞藻Synechocystic sp.PCC68O3是一种单细胞蓝藻,在自养和异养条件下均可以生长。它具有自然转化外源DNA的能力,是一种良好的转基因材料。蓝藻作为转基因受体系统和生物反应器,兼具微生物和植物的优点,因此开发蓝藻基因工程受体细胞表达外源蛋白质既具有一定的理论意义,也具有一定的应用价值;抗菌肽CM4是从中国家蚕蛹中分离到的具有最强生物活性的组分,由35个氨基酸组成。它具有广谱的抗细菌、真菌、病毒、原生动物和某些肿瘤的活性,并对水产致病菌也有较强的抑杀作用。
本研究尝试以Synchocystis sp.PCC68O3作为转基因受体系统,构建相应的表达质粒载体,将抗菌肽CM4在其中进行表达,拟用作水产饵料,起到“食—药”合一的目的。这为解决防治水产品疾病和减少抗生素使用的矛盾提供一条有效的途径,可获得巨大的经济效益和环境生态效益。
实验首先通过两次PCR的方法得到抗菌肽CM4基因的完整序列,分别将CM4基因和带有转录终止信号的抗性标记Ω插入到中间质粒pBS-ppetE中petE启动子下游的多克隆位点处(MCs),构建成含表达单元pcQ“启动子-抗茵肽cM4基因-抗性标记”的重组载体pBS-pCΩ。将表达单元pCΩ分别亚克隆到可复制载体质粒和整合载体质粒中。用蓝藻可复制质粒pRLl272构建成可复制表达载体DRLl272-pCΩ;通过PCR的方法从集胞藻PCC6803中扩增出slr1656基因一段大约1.1Kb的同源片段s1,酶切后将其插入到中间质粒pBS-pCQ中petE启动子的上游,构建成染色体整合载体pBS-sl-pCΩ。
重组可复制表达质粒pRLl272-pCΩ和染色体整合载体质粒pBS-sl-pCΩ分别自然转化单细胞蓝藻synechocystis sp.PCC68O3,通过壮观霉素抗性筛选,获得了具壮观霉素抗性的转化藻株。经PCR鉴定初步证实目的基因已经转入集胞藻中,而且采用同源重组的方式比可复制质粒转化效率高,得到的转基因藻的稳定性也较好。