根据pYES2载体和△9FAD基因不含叶绿体转运肽 的0RF序列设计引物Seq13和Seq14 (含EcoRI/Xbal酶切位点)进行PCR扩增,TA克隆 并经EcoRI/Xbal双酶切后,利用T4连接酶连接得到重组载体ρΥ- Δ 9FAD。
[0043] 5)将重组载体ρΥ-Δ9FAD在电穿孔仪中用电击法转化酿酒酵母油酸合成缺陷型 olel突变株BY4389(His-、Leu_及Ura-缺陷型,便于转基因酵母筛选),运用含0. 005%亚 油酸(LA)的尿嘧啶缺陷合成培养基(SC-U)筛选得到转基因酵母Y-A9FAD。
[0044] 6)将转基因及转空载质粒的酵母接种于YH)培养基,添加适量LA,在2%葡萄糖 YH)培养基中28°C培养3d,达到一定生物量后转到不含LA的YH)培养基中,添加2%的半 乳糖25°C条件下低转速诱导3d。收集酵母,冷冻干燥。直接对酵母利用甲醇-硫酸方法进 行脂肪酸甲酯化。
[0045] 7)利用气质联用(GC-MS)在转缺刻缘绿藻A9FAD基因的酵母细胞中检测到棕榈 酸和硬脂酸的去饱和产物一一分别为棕榈油酸和油酸,说明〇lel突变的酵母BY4389在转 入该基因后,恢复棕榈油酸和油酸的合成能力。从而证明该基因所编码蛋白具有A9FAD的 功能。
[0046] 具体操作如下:
[0047] 1、材料
[0048] 1)缺刻缘绿藻(MyrmeciaincisaReisigl)H4301 购自Culturecollectionof algaeofCharlesUniversityofPrague(CAUP)。在温度为 25°C、光照强度为 115ymol photonsm2s\光/暗比为14h/10h的条件下培养,培养基为BG-11。
[0049] 2)pYES2本实验室保存,油酸合成缺陷型olel突变株酵母BY4389(His_、Leu-及 Ura_缺陷型)购自日本大阪大学。酵母在YH)培养基,于28°C下以200转/min(rpm)转速 振荡培养。
[0050] 2、方法
[0051] 1)取100mg新鲜的藻细胞置于预冷的研钵中,加入液氮充分研磨。
[0052] 2)TRIzol(Invitrogen公司)法抽提总RNA,_2〇°C保存备用。取1_5 μgRNA用反 转录试剂盒(TaKaRa公司)进行cDNA第一链合成,作为基因克隆的PCR反应模板。利用植 物基因组DNA提取试剂盒(天根公司)提取DNA,作为扩增内含子的PCR反应模板。
[0053] 3)根据自缺刻缘绿藻转录组高通量文库中筛选到1条与已知物种Δ9FAD基因同 源的contig序列(Contigl6329)设计基因特异性引物(genespecificprimers,GSP)Seq 1(SEQIDΝ0· 1)和Seq2(SEQIDΝ0· 2),按照SMART?RACEcDNA扩增试剂盒(Clontech 公司)的使用说明分别建立5' -RACE和3' -RACE反转录体系,然后应用降落PCR原理进 行扩增。25yL的Y-RACE反应体系包含:17yL的PCR级水、2.5yL的lOXAdvantage 2PCR缓冲液、0· 5yL的dNTP、0. 5yL引物(Seq1)、2· 5yL的 10XUPM、L5yL的 5'-RACE cDNA、0.5yL的50XAdvantage2聚合酶混合液。:V-端的反应体系,除0.5yL的引物 (Seq2)和1. 5yL的:V-RACEcDNA外,其它的同Y-端反应体系。反应程序:94°C变性 3〇8,72°(:延伸15〇8,5个循环;94°(:变性3〇8,70°(:退火3〇8,72°(:延伸15〇8,5个循环 ;941€ 变性30s,68°C退火30s,72°C延伸150s,30个循环;72°C延伸7min。随后,对RACE产物进行 电泳(图1)和胶回收,然后连接到PMD19-T载体(图2)并转化到大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α感受态细胞,进行蓝白斑筛选,挑取阳性克隆,经菌落PCR验证后送往上海生工 生物工程公司测序。将测序得到的5' -和3' -RACE片段与已知片段的序列进行拼接,并重 新设计引物及测序验证,得到了A9FAD基因的全长cDNA序列(Seq3,SEQIDN0. 3)。
[0054] 该序列全长2442bp,其中,5'-非翻译区(UTR)和3'-UTR分别为157bp和986bp, 开读阅读框(〇RF)长为1299bp,编码432个氨基酸残基(Seq15,SEQIDNO. 15)。根据 全长cDNA序列设计四对基因特异引物Seq4(SEQIDNO. 4)和Seq5(SEQIDNO. 5)、Seq 6(SEQIDNO. 6)和Seq7(SEQIDNO. 7)、Seq8(SEQIDNO. 8)和Seq9(SEQIDNO. 9)及 Seq10(SEQIDNO. 10)和Seq11(SEQIDNO. 11),分别进行内含子扩增。反应体系包括: 1.0yLDNA模板,引物各 0.5yL,10.5yL的无RNase水,12.5yL2XTaqPCRMasterMix。 PCR反应条件:95°C预变性5min,36个循环包含94°C变性lmin、68. 5°C退火lmin以及72°C 延伸3min;最后72°C延伸10min。PCR产物按上述方法经胶回收、克隆、蓝白斑筛选、菌落 PCR验证和测序,并将测序结果与原0RF区拼接,得到Δ9FAD基因的DNA序列(Seq12,SEQ IDΝ0· 12)。
[0055] 利用Blastx搜索结果显示缺刻缘绿藻A9FAD基因0RF区所编码的蛋白质与莱 茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)硬脂酰-ACP去饱和酶蛋白具有65%的相似度。 ChloroP1.1Server预测其N端具有61个氨基酸残基组成的叶绿体转运肽。在生物体内, 转运肽是把胞质中合成的目标蛋白运送到相应细胞器的靶向蛋白,目标蛋白在进入细胞器 时,该转运肽就会被肽酶切除。因此在进行目的基因的功能鉴定时,应排除转运肽序列。
[0056] 4)根据pYES2载体和Δ9FAD基因不含叶绿体转运肽的0RF序列(Seq3的第 341bp至第1 453bp)设计引物Seq13(SEQID勵.13,第]^卩至26卩为保护碱基,第36卩至 8bp为EcoRI酶切位点)和Seq14(SEQIDNO. 14,第lbp至2bp为保护碱基,第3bp至8bp 为Xbal酶切位点)。以缺刻缘绿藻的cDNA为模板进行PCR扩增。反应体系如下:1. 0μL cDNA模板,引物Seq13 和Seq14 各 0· 5μL,10. 5μL的无RNase水,12. 5μL2XTaqPCR MasterMix。PCR反应条件:95°C预变性5min,36个循环包含94°C变性lmin、68. 5°C退火 lmin以及72°C延伸90s,最后72°C延伸lOmin。PCR产物按上述方法经胶回收、克隆、蓝白斑 筛选、菌落PCR验证和测序,以确保目的基因序列的准确性。这样就获得了pMD19T-A9FAD 质粒。
[0057] 5)将携带正确目的基因序列的大肠杆菌进行培养,然后抽提pMD19T-Δ9FAD质 粒,用限制性内切酶EcoRI和Xbal进行双酶切消化反应。同时对提取的pYES2质粒也进 行EcoRI和Xbal双酶切反应。反应体系为2μL的10XM缓冲液,4μL的0. 1%BSA,DNA 2μg,EcoRI及Xbal各1μL,加无RNase水至20μL。37°C消化反应4h。将酶切后的产物 进行电泳后割胶回收目的片段,并用T4DNA连接酶将酶切后的△ 9FAD基因片段与pYES2片 段连接得到重组载体pY-A9FAD。连接反应体系为:2. 5μL的连接缓冲液,Δ9FAD基因DNA 约 0· 3pmol,载体pYES2 的DNA约 0· 03pmol,1μL的T4DNA连接酶,加无RNase水至 25μL, 16°C连接过夜。连接后转化大肠杆菌DH5a感受态细胞,利用含50mg/L氨苄(Amp)的LB培 养基筛选,菌落PCR和测序以确保序列的准确性。从大肠杆菌DH5a中抽提PY- △ 9FAD质 粒,-20 °C保存备用。
[0058] 6)酵母感受态细胞制备。将酵母接种于含0. 005%LA的YH)培养基中,28°C复苏 培养过夜,然后按1:100放大培养,以250rpm转速振荡培养至细胞密度约