海洋生物技术海产蓝藻基因工程

海洋生物技术第六章海产蓝藻基因工程一、蓝藻简介与分类蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻蓝细菌；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻。在全部藻类生物中，蓝藻是最简洁、最原始的一种。蓝藻是单细胞生物，没有细胞核，但细胞中心含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色质和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁，但具有核的功能，故称其为原核(或拟核)。在蓝藻中还有一种环状DNA——质粒，在基因工程中担当了运载体的作用。和细菌一样，蓝藻属于“原核生物”。蓝藻属蓝藻门分为两纲：色球藻纲和藻殖段纲。色球藻纲藻体为单细胞体或群体；藻殖段纲藻体为丝状体，有藻殖段。35~332023900分布格外广泛，普及世界各地，但大多数(约75%)淡水产，少数海产。在我国三亚湾海疆，主要以来自外海的外源性海洋蓝藻束毛藻为主要优势群落,其次有共生蓝藻胞内植生藻Richeliaintracelluulari胞蓝藻集胞藻属Synechocyti。在珊瑚礁生态系统中,蓝藻呈多样性分布,AnabaenaNotocCatothri颤藻属OcillatoriaLyngbya。红树林生态系统中蓝藻主要以颤藻为主要优势种,其次是鞘丝藻也占重要的比例。海洋近岸微型海藻垫中,有些群落主要以颤藻属和鞘丝藻属为主,有些微藻垫以眉藻属为主要优势属种,蓝藻种群随季节的变化有明显的演替。1.2.3.4.5.550,60,70,80和大分子技术,901.从钝顶螺旋藻中克隆了海带基因工程育种的目的基因,并实现了在大肠杆菌中的高效表达,表达产物较自然蛋白具有显著的抑制肿瘤、延长生命及促进免疫系统活性作用。2.从钝顶螺旋藻中首次分别到质粒,有证据说明质粒与形态有肯定关系,该结果发表后国内外很多单位索要单行本。正在构建细菌-螺旋藻重组载体。3.从我国特产的红藻-真江篱中分别到质粒,正在争论其功能和构建重组载体。4.确定了CaMV35S裙带菜外植体,已获得GUS了制备钝顶螺旋藻透性体、形成克隆和遗传筛选的方法,为遗传转化奠定了根底。争论了海带和螺旋藻遗传选择标记。5.6.三、海产蓝藻构造基因组争论(一)原绿球藻基因组争论1.海洋单细胞蓝藻0.5~0.7μm,广泛分布于热带和亚热带海疆。2.目前,完成序列测定工作的原绿球藻共3ProchlorococcumarinuSS120,ProchlorococcumarinuMIT9313,ProchlorococcumarinuMED41.聚球藻(Synechococcup.)是一临时的分类单位,包括球状和杆状蓝藻,它主要限定于包含叶绿素a1和藻胆体构造的蓝藻。目前正在进展海洋聚球藻基PCC70022.和聚球藻WH8102WH8102NCBI出来。3.这些基因大多与聚球藻的运动性、糖转移酶以及噬蓝藻体相关,此外,它还编码了藻胆体基因簇和硝酸盐复原酶相关基因,这些基因都与它区分于原绿球藻的独特生态适应性有关。海产蓝藻构造基因组争论海产蓝藻构造基因组争论海产蓝藻功能基因组争论关于蓝藻的基因序列数据涵盖了诸如细胞分化、光合作用以及初级代谢和次级代谢的相关基因。四、海产蓝藻基因转移系统常用两种类型的基因转移系统遗传转化自然转化、诱导转化、电击穿孔和基因枪转化。接合转移构建穿梭载体再接合转移。1、自然转化(一)遗传转化蓝藻作为基因工程受体系统，兼具微生物和植物的优点，其细胞构造和遗传特性与革兰氏阴性细菌类似，局部种类的蓝藻具有自然转化和有效重组系统，在对数生长期不经任何处理即可直接吸取外源DNA,因此，适用于大肠杆菌的各种分子生物学操作也同样适用于某些具有自然感受态的不产生异型胞的单细胞藻类(王业勤等，1991)。1970S.PCC7943DNA(Shetakovetal.,1970)。蓝藻自然转化的机制仍不清楚。优缺点自然转化在各类蓝藻基因转移系统中，具有操作简便的优点，但这类基因转移系统主要适用于具有自然感受态且无异型胞分化的单细胞种类(秦松等，1994a),如聚球藻S.7943、6301、7942、7002S.6714、6803、6906(陈颖等，1999),因而适用范围窄；选用自然转化系统来直接转化外源DNA1995)。2、诱导转化是指通过人工诱导感受态来引入外源DNA些蓝藻不具有自然感受态，可以通过诱导的方法使其处于感受态，从而易于吸取外源基因。常用的诱导方法包括用Ca2+或EDTA等。闵红涛等(1995)用溶菌酶处理聚球藻S.PCC6301pBR3255.010-5DNA5.010-4优缺点相对于自然转化，诱导转化可通过人工诱导感受态来扩大其适应范围，就转化效率而言，对同种藻株承受诱导转化要比用克隆的DNA自然转化的效率高(闵红涛等，1995),而且诱导转化的重复性较好，但由于影响诱导转化的因素较多，需要不断摸索并改善影响转化效率的相关条件，使之到达较高水平。诱导转化主要适用于缺乏自然感受态的蓝藻株系，如集胞藻S.6308。其它一些具有自然感受态的蓝藻株系也可以通过S.6301、7002Verma(1990)报道，用溶菌酶处理念珠藻Notocmucorum形成的感受态也可提高其转化效率。3、电击转化电击转化是借助外界电