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植物防御素是组成植物防御体系的基本成分,是碱性富含半胱氨酸的小分子短肽,具有较强的抗真菌活性,可作为新型杀菌剂用于植物病害的防治,也有望用于开发食品防腐剂提高食品的安全性。本文根据繁缕植物防御素基因设计合成目的基因片段作为模版,并根据此基因片段设计合成引物,用PCR扩增出基因片段SmD1。再以质粒pET32a(+)的DNA序列为模板,并设计合成引物,该引物另一端与SmD1互补,PCR技术扩增出硫氧还原蛋白基因片段TRX。TRX和SmD1两个片段重叠延伸PCR扩增成TRX-SmD1片段。将上述扩增得到的TRX-SmD1 DNA片段连接到pET22b(+)载体上,转化到大肠杆菌BL21(DE3)。含有重组质粒pET22b(+)-TRX-SmD1的大肠杆菌,IPTG诱导后表达的融合蛋白以可溶性形式存在于胞内和细胞周质内,超声破碎后的上清液经Ni-IDA柱分离纯化得到融合蛋白,甲酸裂解融合蛋白可得到与预期分子量一致的有抗菌活性的防御素SmD1。通过对菌体起始浓度、诱导温度、诱导时间和诱导剂IPTG浓度进行优化,在菌体OD600=0.8,温度25℃,诱导剂IPTG浓度为0.6 mmol/L,时间12 h时抑菌活性达到最大。将同样方法得到的TRX-SmD1 DNA片段连接克隆到pET28a(+)载体,产生重组质粒pET28a(+)-TRX-SmD1,转化入大肠杆菌BL21(DE3),诱导后可高效表达融合蛋白TRX-SmD1,以包涵体的形式存在。经变性、复性处理后用Ni-IDA柱分离纯化,在200 mmol/L咪唑浓度下洗脱得到单一蛋白条带。融合蛋白经甲酸裂解后得到有抗菌活性的多肽SmD1。为实现目的蛋白的高效表达,分别对培养基成分和发酵条件进行单因素优化实验,数据分析后选取葡萄糖浓度、硫酸镁浓度、培养时间三个因素进行响应面实验,结果表明,硫酸镁浓度为1.22 g/L、葡萄糖浓度为14.64 g/L、培养时间为6.34 h时防御素SmD1的抑菌圈最大,产量由优化前的1.21μg/mL提高到1.68μg/m L,提高了36.4%。以灰葡萄孢菌为指示菌,目的蛋白SmD1的最低抑菌浓度为1μg/m L。本论文将繁缕植物防御素基因SmD1克隆到了大肠杆菌,并获得了基因的可溶性表达和包涵体表达,表达产物具有良好的抑菌活性,实验研究为植物防御素的高效生产和开发利用奠定了基础。