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地衣芽孢杆菌是芽孢杆菌中较具应用潜力的菌种之一,被广泛应用于医药、农药、食品、饲料加工、环境污染治理等各个行业。对地衣芽孢杆菌基因组进行功能鉴定和遗传改造方面的研究已经成为热点,而建立一种有效的基因删除技术是对该菌株进行遗传改良的基础。Xer/dif系统是普遍存在于原核生物体内的一种位点特异性重组酶系统,dif位点是Xer重组酶的识别序列。大肠杆菌difEco序列和枯草芽孢杆菌difBs序列已经被成功用于大肠杆菌和枯草芽孢杆菌多基因的删除,而在地衣芽孢杆菌中运用Xer/dif重组酶系统进行基因删除的研究还未见报道。
本研究在分析地衣芽孢杆菌基因组序列并获得与枯草芽孢杆菌difBs序列十分相似的一段序列difBLi的基础上,通过PCR的方法将difBLi序列引入庆大霉素抗性基因两侧,并通过引物引入Smal位点。将带有difBLi序列的庆大霉素抗性基因克隆入pMD19-T载体,构建了重组质粒pMD19-difGm。运用PCR的方法从B.licheniformis ATCC14580染色体中扩增出木糖异构酶的编码基因(xi),将其克隆入pMD19-T载体,构建重组质粒pMD19-xi。用SmaI酶切重组质粒pMD19-dzfGm,胶回收dif-Gm-dif片段,将其克隆入重组质粒pMD19-xi的SmaI和StuI位点,构建重组质粒pMD19-xi'::difGm。用EcoRI酶切重组质粒pMD19-xi’::difGm获得xi’::difGm片段,将其克隆入游离型载体pHY300PLK的Eco RI位点,构建重组质粒pHY-xi’::difGm。通过电击转化法将质粒pHY-xi’::difGm导入B.licheniformis ATCC14580中,筛选获得了具有庆大霉素抗性的转化子。在转化子的传代过程中,重组质粒的庆大霉素抗性基因在体内Xer/dif位点特异性重组系统的介导下通过其侧翼的dif位点进行同源重组而被准确删除。本研究确证了地衣芽孢杆菌中dif序列的功能,为地衣芽孢杆菌基因组在有限的抗生素抗性基因的介导下进行多基因的删除提供了一种新的实验途径。本研究对B.licheniformis ATCC14580的电转化条件进行了优化。考察了不同的高渗溶液和电击电压等参数对转化率的影响,结果表明较优的电转化条件为:生长培养基为LB+0.5 mol/L山梨醇,复苏培养基为LB+0.5 mol/L山梨醇+0.38 mol/L甘露醇,电击电压为1800 V,最终的转化率为6.3 CFU/μg DNA。