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1、2007年12月北京联合大学学报(自然科学版)Dec.2007第21卷第4期总70期JournalofBeijingUnionUniversity(NaturalSciences)Vol.21No.4SumNo.70蓝藻接合转移系统以及相关因素1112陈翠丽,郭俊霞,宗伟,施定基(11北京联合大学应用文理学院,北京100083;21中科院植物所,北京100093)[摘要]蓝藻是一类进行光合放氧的原核生物,蓝藻因其结构的特点,已经成为表达外源基因的理想宿主之一,而接合转移是蓝藻基因转移系统中普遍使用的一种方法。通过接合转移技术可以深
2、入研究光合作用、细胞分化、氮固定和对环境的抵抗。介绍了有关蓝藻接合转移的载体、质粒以及接合转移在蓝藻中的应用,为蓝藻基因工程发展提供信息。[关键词]蓝藻;接合转移;载体;质粒;基因工程[中图分类号]Q78[文献标识码]A[文章编号]100520310(2007)0420038204在30年前已报道了蓝藻中基因的转移,这开质粒产生。在接合质粒产生的tra基因的作用下,启了基因在蓝藻中表达的大门,而接合转移是一种被切开的运载质粒从供体细胞移入受体细胞。在非常有效的基因转移方法,也是目前基因转移系统整个转移过程中,3种质粒必须先位于同一
3、宿主细中使用最为普遍的一种方法。蓝藻中的基因转移菌中,再和受体蓝藻细胞混合,通过不同浓度的抗技术已经打开了一道深入研究这种独一无二的微生素筛选获得抗性菌落,然后挑单克隆菌落培养于生物的大门,可以深入地研究其光合系统、氢固定、液体培养基中,获得转基因蓝藻。辅助质粒和接合异形胞形成以及代谢等。质粒由于无法复制或整合而逐渐丢失,杂交质粒则基因技术的发展促进了外源基因在蓝藻中的因自主复制、与蓝藻细胞染色体整合或与蓝藻细胞[2]表达,大量能克隆基因的宿主-载体系统的建立为的内源质粒发生同源重组而稳定存在。一些有用基因在蓝藻中表达提供了工具。
4、由于蓝参与接合的细胞也有3个:含有接合质粒的藻自身的特点使其成为有效基因产物表达和传播E1coli菌株;含有运载质粒和辅助质粒的E1coli的载体。菌株;作为受体的蓝藻细胞,所以又称为三亲接合转移系统。供体DNA可以是单链被转移,然而,一1接合系统概要条新的DNA链可能在转移的时候被宿主细胞合成。被转移的质粒如果具有复制子的话可以在受接合是借助于细胞和细胞的接触将基因转移,体细胞中复制,被转入的DNA也可以与受体细胞通过广谱接合质粒将基因从一种细菌(通常是大肠中的质粒或染色体上的同源DNA重组。杆菌)移入另一种细菌(如蓝藻)。典型
5、的质粒载体并没有证据表明在蓝藻中具有大肠杆菌的复是IncP,例如RP4,也叫RP2,可以介导DNA到多种制子。然而一些IncQ质粒如pKT210或pKT230能细菌中和多种蓝藻中。接合转移已经成为线性蓝通过广谱的接合质粒RP4被转移到某些蓝藻中并藻中基因转移的方法,但也用于单细胞蓝藻。这种[3][1]且能够复制。这些质粒的oriT位点被IncP质粒方法最先被Wolk等在1984年报道。接合转移涉的mob基因产物切开。对质粒pKT210加以改建,及3种质粒:运载质粒(Cargoplasmid)、辅助质粒构建出的质粒pRL153已经被
6、转移到多种蓝藻株系(Helperplasmid)和接合质粒(Conjugativeplasmid)。中如念珠藻7002、集胞藻6803等,并且在这些株系转移到蓝藻中的运载质粒必须有一个称为oriT中成功复制。(bom)的位点,这个位点在转移前被mob基因编码酶切开。这种酶通常由位于同一供体细胞的辅助[收稿日期]2007-08-18[作者简介]陈翠丽(1977—),女,河北唐山人,北京联合大学应用文理学院讲师,硕士,从事细胞生物学的教学和研究。第21卷第4期陈翠丽等:蓝藻接合转移系统以及相关因素397942是非常重要的,psbD的整
7、合就非常关键。构2转移载体建中间载体时将来自聚球藻7942的特定的2-4kb211能复制的穿梭载体的染色体插入到pBR328的四环素抗性基因上。具能复制的穿梭载体包括两个复制子:一种是允有此整合的载体被一特定的质粒筛选,此质粒上有许其在大肠杆菌中复制;另一种是允许其在宿主株一个插入片段具有载体不具有的特定的限制性酶系中复制。许多用于转移的穿梭载体是用单细胞切位点。蓝藻中的质粒改建来的。这些质粒的一个典型的聚球藻7002的平台载体也已经建立,它使用特点是缺少oriT位点,因此不能转移。而能在几种7002上和大肠杆菌arg3突变体互补
8、的DNA序列,单细胞蓝藻和丝状蓝藻中复制并且可转移的穿梭此DNA具有多个酶切位点,因此允许外源基因插[4]载体是非常有用的。自1981年,Kuhlemeier等将入,并且可根据卡那霉素或新霉素的抗性筛选重组pUC1与pACy184融合,首次获得了在