一种链霉菌中聚酮生物合成基因簇及其扩增引物与试剂盒的制作方法_2

文档序号:9838538阅读:来源:国知局
III;
[0072] 3)编码ABC转运蛋白的成套基因:wysG和wysH;
[0073] 4)编码糖基的合成与附着的成套基因:wysDI、wysDII和wysDIII;
[0074] 5)编码其他后修饰蛋白与未知功能蛋白的成套基因:wysL、wysM、wysN、wysE和 wysF〇
[0075] 上述基因簇为如下1)至3)中任一所述的DNA分子:
[0076] 1)序列表中序列89所不的DNA分子;
[0077] 2)在严格条件下与1)限定的DNA分子杂交且具有相同功能的DNA分子;
[0078] 3)与1)限定的DNA分子具有90%以上同源性且具有相同功能的DNA分子。
[0079] 上述严格条件可为在6 X SSC,0 · 5 % SDS的溶液中,在65°C下杂交,然后用2 X SSC, 0 · 1 % SDS和 1 X SSC,0· 1 % SDS各洗膜一次。
[0080]本发明的实验证明,本发明所涉及的引物具有良好的高效性、特异性及灵敏性,可 用于检测其他链霉菌是否含有聚酮生物合成基因簇。
【附图说明】
[0081 ]图1为wy sR转基因菌株和出发菌株CK-15的分子鉴定。
[0082]图2为wysR转基因菌株和出发菌株CK-15发酵产生武夷菌素的HPLC图谱。
[0083]图3为wysRII转基因菌株和出发菌株CK-15的分子鉴定。
[0084]图4为wysRII转基因菌株和出发菌株CK-15的表型鉴定。
[0085] 图5为wysRII转基因菌株和出发菌株CK-15的菌丝体干重结果。
[0086] 图6为引物特异性检测。
[0087] 图7为引物普遍性检测。
[0088] 图 8 为CK44AF/CK44AR 扩增结果。
[0089] 图 9 为CK44BF/CK44BR 扩增结果。
[0090]图 10 为 CK24F/CK24R 扩增结果。
[0091]图11为引物对灵敏性分析。
【具体实施方式】
[0092] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0093] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0094] 实施例1、聚酮生物合成基因簇的挖掘与全基因组序列扫描
[0095] 通过对链霉菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis CK-15)基因组 Fosmid文库进行筛选,获得了阳性质粒3E11和6E11。对阳性质粒进行测序分析,共获得约 53kb的序列;结合高通量测序技术对全基因组进行扫描发现,武夷菌素产生菌CK-15基因组 大小约9410232bp,G+C含量高达72.25%。将基因组测序结果提交至 &拉131^3!1,共预测出47 种次生代谢产物生物合成基因簇,其中包含聚酮生物合成基因簇。
[0096] 生物信息学分析表明,聚酮生物合成基因簇的核苷酸序列为序列表中序列89,其 由基因簇122844bp核苷酸组成,共包含22个开放阅读框,其中WysI、WysJ、WysK、WysA、WysB、 WysC6 个基因负责聚酮长链骨架的合成;WysR、WysRII、WysRIII、WysPI、WysPII、WysPIII6 个 编码调控子的基因;WysG、WysH2个基因编码ABC转运蛋白;WysDI、WysDII、WysDIII共3个基 因编码糖基的合成与附着;1 7^7成、175^、17述、17逆共5个基因编码其他后修饰蛋白与 未知功能的蛋白。
[0097]表1聚酮生物合成基因簇的功能分析
[0098]
[0100] 实施例2、用于扩增聚酮生物合成基因簇的引物及试剂盒的制备
[0101] -、用于扩增聚酮生物合成基因簇的最佳引物设计合成
[0102] 根据实施例1获得的聚酮生物合成基因簇,进行引物设计,筛选得到表2所示的扩 增特异性良好的44对引物44,44对引物对于的基因如表3所示。二、引物特异性检测
[0103] 以引物对 WyF23/WyR23、WyF24/WyR24、WyF41/WyR41、WyF42/WyR42、WyF44/WyR44S 例:
[0104] 以武夷菌素产生菌CK-15为模板,分别用表2所示的引物对WyF23/WyR23、WyF24/ %1?24、%?41/^1?41、%?42/^1?42、%?44/^1?44进行?0財广增。
[0105] PCR扩增产物的电泳结果如图6所示,其中,1-5依次为WyF23/WyR23扩增产物、 WyF24/WyR24 扩增产物、WyF41/WyR41 扩增产物、Wy42/WyR42 扩增产物、WyF44/WyR44 扩增产 物,得到片段大小依次为1672bp,1929bp,1868bp,1825bp,1114bp,且均为特异性高的单一 条带。
[0106] 其余38个引物对采用同样的方法检测,特异性均高。
[0107] 三、引物普遍性检测
[0108] 片段由表1的相似性分析中可知,链霉菌中聚酮生物合成基因簇具有一定的保守 性,因此研究设计的引物是否也具有普遍性,以引物对WyF14/WyR14、WyF44/WyR44、WyF7/ WyR7为例:
[0109] 分别以武夷菌素产生菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis CK-15) 基因组DNA、制霉菌素 (Streptomyces noursei)产生菌(Brautaset T,Sekurova 0N,Sletta H,et al.,Biosynthesis of the polyene antifungal antibiotic nystatin in Streptomyces noursei ATCC 11455:analysis of the gene cluster and deduction of the biosynthetic pathway.Chemistry and Biology,2000,7(6) :395-403.)基因组DNA和 小白链霉菌NK660(Streptomyces albus NK660Gu YY,Yang C,Wang XM,et al.,Genome Sequence of then-Poly-L-Lysine-Producing Strain Streptomyces albulus NK660, Isolated from Soil in Gutian,Fujian Province ,China.Gennome announcements , 2014,2(3):600532-14.)的基因组0嫩为模板,分别用引物对17?15/^1?15、'?^730/^1?30和 WyF8/WyR8 进行 PCR 扩增。
[0110] PCR扩增产物如图7所示,泳道1,2,3分别为武夷菌素产生菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis CK-15)、制霉菌素 (Streptomyces noursei)产生菌和小 白链霉菌NK660(Streptomyces albus NK660)采用WyF14引物对扩增产物,同时扩增出 2694bp的目的条带,且扩增出条带具有特异性,效果良好;泳道4,5,6分别为武夷菌素产生 菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis CK-15)、制霉菌素 (Streptomyces noursei)产生菌和小白链霉菌NK660(Streptomyces albus NK660)米用WyF44引物对扩增 产物,均扩增出1114bp的目的条带;泳道7,8,9分别为武夷菌素产生菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis CK-15)、制霉菌素 (Streptomyces noursei)产生菌和小 白链霉菌NK660 (Streptomyces albus NK660)采用WyF7引物对扩增产物,同时扩增出 2165bp的目的条带,且扩增出条带具有特异性,效果良好。
[0111] 其余38个引物对采用同样的方法检测,特异性均高。
[0112] 综上所述,利用该44个引物对扩增链霉菌中的聚酮化合物生物合成基因簇具有一 定的特异性、可靠性、保守性及普遍性,鉴于上述特点可以用于检测其他链霉菌中是否含有 此类型的聚酮化合物生物合成基因簇。
[0113]表2克隆聚酮生物合成基因簇的引物序列表
[0116] 表3为每个基因对应的引物对
[0117]
[0118]
[0119] 四、引物的选择
[0120] 针对上述一的44个引物对中每一个引物对的靶片段,设计合成用于扩增同一靶片 段的对照引物,但是其特异性较差,或者扩增出的目的条带二聚体较多,或者引物条带不明 显,或者完全不能扩增出目条带,对于这些类型的引物均进行了剔除。
[0121] 对WyF44/WyR44和WyF24/WyR24进行举例说明:
[0122] 设计引物对WyF44/WyR44时同时设计2个对照引物CK44AF/CK44AR和CK44BF/ CK44BR;设计引物对WyF24/WyR24时同时设计CK24F/CK24R。
[0123]以武夷菌素产生菌(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis C
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