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基于序列宏基因组学技术的芳香聚酮抗生素的发现 预览
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作者 孟晓露 高凯 冯治洋 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期168-176,共9页
[目的]本文旨在筛选土壤微生物来源的芳香聚酮抗生素。[方法]通过宏基因组学技术,利用基于酮基合成酶基因(KSα)保守序列设计的简并引物筛选土壤宏基因组文库,获得含有芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆。对阳性克隆质粒测序并通过BLAST... [目的]本文旨在筛选土壤微生物来源的芳香聚酮抗生素。[方法]通过宏基因组学技术,利用基于酮基合成酶基因(KSα)保守序列设计的简并引物筛选土壤宏基因组文库,获得含有芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆。对阳性克隆质粒测序并通过BLASTx同源比对分析其所包含的芳香聚酮生物合成基因簇。通过接合转移方法将基因簇整合进异源表达宿主白色链霉菌基因组中,培养发酵接合子,利用高效液相色谱技术确定克隆特异性产物并对发酵产物进行抑菌活性检测。[结果]从珠穆朗玛峰土壤宏基因组文库第493号混合文库中扩增得到了1个KSα片段ZF493,蛋白序列分析显示其与酮基合成酶同源,文库筛选得到了含有其对应芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆cos493。对cos493的测序分析显示其插入片段大小为34kb,包括酮基合成酶基因(KSα,orf21)、链长因子基因(KSβ,orf20)、酰基载体蛋白基因(ACP,orf19)、环化酶基因(CYC,orf17和orf18)、糖基转移酶基因(orf12)、单加氧酶基因(orf16)等芳香聚酮合成相关基因。ORF21与化合物calixanthomycin A聚酮合酶的KSα有67%的相似性,ORF20与化合物griseorhodin A的KSβ有49%的相似性。通过接合转移使含芳香聚酮合酶基因簇的cos493整合进白色链霉菌宿主基因组中。高效液相色谱分析发酵粗提物发现了2个克隆特异化合物峰,紫外光谱分析显示化合物1在223、296和420nm处有特征吸收峰,化合物2在214、261和447nm处有特征吸收峰,特异峰具备芳香聚酮化合物的紫外吸收特征。对发酵粗提物的抑菌活性检测发现,其对金黄色葡萄球菌有抑制作用。[结论]本研究运用基于序列的宏基因组学技术,在链霉菌宿主中表达了来源于土壤微生物的芳香聚酮合酶基因簇并产生了具有抗菌活性的化合物。 展开更多
关键词 宏基因组学 序列筛选 异源表达 芳香聚酮抗生素
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宏基因组学结合合成生物学法挖掘新型生物催化剂的研究进展 预览
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作者 王叶 贾振华 宋水山 《生物技术通报》 CSCD 北大核心 2018年第8期35-42,共8页
生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物... 生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物催化剂通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,再基于功能活性和序列分析筛选新型生物催化剂,避免了微生物的分离培养。合成生物学是利用工程学原理,通过元件的设计,组合和系统的构建对生物途径、有机体或生物系统进行重新设计。综述了宏基因组学方法挖掘新型生物催化剂的最新研究进展,并对利用合成生物学方法改进宏基因组筛选新型生物催化剂的效率进行了讨论,以期提高挖掘新型生物催化剂的效率。 展开更多
关键词 生物催化剂 宏基因组学 活性筛选 序列筛选 合成生物学
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土壤微生物宏基因组文库构建及聚酮合酶基因的筛选
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作者 杨雨蒙 徐敬国 +2 位作者 胡伊旻 史雅凝 辛志宏 《土壤通报》 北大核心 2018年第4期807-812,共6页
土壤中包含丰富的聚酮合酶(PKS)生物合成基因簇,其编码合成的聚酮化合物具有抑菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性,在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。为发现新型PKS基因,本研究采用宏基因组技术,以采自大连地区的土壤为研究对... 土壤中包含丰富的聚酮合酶(PKS)生物合成基因簇,其编码合成的聚酮化合物具有抑菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性,在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。为发现新型PKS基因,本研究采用宏基因组技术,以采自大连地区的土壤为研究对象,构建土壤宏基因文库,分别根据Ⅰ型PKS和Ⅱ型PKS结构域保守序列设计探针,PCR靶向筛选到4个含有PKS基因的单克隆,经测序与构建系统发育树分析,发现这4个单克隆的PKS基因分别单独聚为一支,与已知菌株编码的聚酮化合物亲缘关系较远,提示这些单克隆具有合成结构新颖聚酮化合物的潜力。本研究结果拓展了天然产物的开发利用途径,为新型聚酮化合物的发掘以及新药的获得提供了新思路。 展开更多
关键词 土壤 宏基因文库 序列筛选 聚酮合酶
基于序列筛选发掘宏基因组文库中的新颖卤化酶基因
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作者 张冬寒 曹明明 +3 位作者 李延清 王绍琛 郝鹏 冯治洋 《应用与环境生物学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1301-1306,共6页
绝大部分微生物的不可培养性使微生物的开发利用受到了限制,而宏基因组学策略为研究土壤中的不可培养微生物提供了途径. 天然卤化物具有抗菌活性和抗肿瘤活性等生物活性,卤化酶在催化化合物的卤化过程中,对化合物活性产生重要影响,而以... 绝大部分微生物的不可培养性使微生物的开发利用受到了限制,而宏基因组学策略为研究土壤中的不可培养微生物提供了途径. 天然卤化物具有抗菌活性和抗肿瘤活性等生物活性,卤化酶在催化化合物的卤化过程中,对化合物活性产生重要影响,而以卤化酶基因为探针,可以发现与之偶联的天然生物合成基因簇,为卤化物的发现提供基础. 利用卤化酶基因序列的保守区域设计简并引物,筛选土壤宏基因组文库获得卤化酶阳性克隆,并对获得的卤化酶基因间的进化及其与天然产物合成的关系进行分析. 结果显示:通过同源序列筛选获得了65个卤化酶阳性克隆,序列同源分析表明约85%的阳性克隆中的卤化酶基因序列与已知卤化酶的相似性低,所获卤化酶基因具有较好的新颖性和多样性. 而对所获克隆中生物合成相关基因的分析表明其中一个克隆中同时存在聚酮合酶基因与卤化酶基因,其可能与卤代I型聚酮合成相关. 本研究基于序列筛选的方法,从宏基因组文库中发现了新的卤化酶基因和聚酮合酶基因,为进一步发现新颖的天然卤化物生物合成基因簇及天然卤化物奠定了基础. 展开更多
关键词 宏基因组学 序列筛选 土壤微生物 卤化酶基因 天然卤化物
血皮槭叶绿体DNA非编码区差异序列筛选和分析 预览 被引量:1
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作者 叶学敏 于雪丹 +2 位作者 付其迪 郑勇奇 张川红 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期674-678,共5页
[目的] 筛选出高变异率的叶绿体DNA序列,以进行血皮槭天然群体的谱系地理学研究。[方法] 以血皮槭16个天然群体为试材,对叶绿体基因组20个非编码区序列进行测序研究,并利用筛选出的高变异率cpDNA序列初步分析了其遗传变异。[结果] ... [目的] 筛选出高变异率的叶绿体DNA序列,以进行血皮槭天然群体的谱系地理学研究。[方法] 以血皮槭16个天然群体为试材,对叶绿体基因组20个非编码区序列进行测序研究,并利用筛选出的高变异率cpDNA序列初步分析了其遗传变异。[结果] 序列比对和系统发育分析结果显示血皮槭cpDNA种内变异非常低,9个cpDNA序列检测到不同程度的变异位点,其中只有4个序列psbJ-petA、ndhF-rpl32、trnD-trnT和trnH-psbA表现出较高的变异水平。[结论] 筛选出的4个高变异率cpDNA序列,可以在分子水平上研究血皮槭种内的系统发育、遗传变异和种群历史动态,为进一步研究濒危种血皮槭的分子谱系地理学奠定基础。 展开更多
关键词 血皮槭 CPDNA 序列筛选 序列比对 系统发育分析
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基于土壤宏基因组文库筛选非培养木聚糖酶基因 预览 被引量:1
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作者 熊科 高乐 +2 位作者 杨玉焕 崔晓亭 李秀婷 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期45-51,共7页
采用物理化学法提取土壤基因组DNA,将土壤DNA纯化后采用序列筛选策略获得非微生物纯培养方式的木聚糖酶基因。序列筛选依据木聚糖酶保守序列设计简并引物,PCR扩增获得200bp的木聚糖酶核心序列,构建了约5000个克隆子的序列文库。随机... 采用物理化学法提取土壤基因组DNA,将土壤DNA纯化后采用序列筛选策略获得非微生物纯培养方式的木聚糖酶基因。序列筛选依据木聚糖酶保守序列设计简并引物,PCR扩增获得200bp的木聚糖酶核心序列,构建了约5000个克隆子的序列文库。随机挑取200个克隆子测序,获得11条来自未培养微生物的木聚糖酶核心序列。并对其中细菌源序列1~19进行研究,利用HiTAIL—PCR扩增细菌源序列1—19的木聚糖酶基因全长,分析其编码蛋白,并将其与表达载体pET-28a(+)连接后导入E.coli表达,超声破壁后测得木聚糖酶酶活力为(19.94±0.3)U/mL。利用序列筛选获取土壤宏基因组源木聚糖酶基因的研究为筛选获得土壤未培养微生物木聚糖酶基因新资源提供了新的途径。 展开更多
关键词 土壤基因组DNA 序列筛选 木聚糖酶 原核表达
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DNA条形码技术在真菌上的研究与应用 预览 被引量:2
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作者 徐罗娜 涂敏 王晓芳 《湖北农业科学》 北大核心 2014年第20期4790-4795,共6页
DNA条形码技术通过标准化的小片段DNA序列对物种进行快速鉴定分析,在动植物和微生物分类鉴定中得到广泛应用,而在真菌鉴定研究中相对滞后.综述了DNA条形码的起源、发展及其在真菌研究中的应用,并探讨分析了DNA条形码技术存在的问题以及... DNA条形码技术通过标准化的小片段DNA序列对物种进行快速鉴定分析,在动植物和微生物分类鉴定中得到广泛应用,而在真菌鉴定研究中相对滞后.综述了DNA条形码的起源、发展及其在真菌研究中的应用,并探讨分析了DNA条形码技术存在的问题以及未来的发展. 展开更多
关键词 真菌 DNA条形码 序列筛选
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宏基因组学技术的研究与挑战 被引量:15
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作者 周丹燕 戴世鲲 +1 位作者 王广华 李翔 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期591-600,共10页
宏基因组学研究作为研究微生物种群生态分布、群体遗传特征和基因相互作用的新兴学科领域,在很大程度上促进了环境微生物资源,特别是未培养微生物资源的开发利用,在土壤、海洋、人体医学、药物等各个领域的应用中取得了突破性的进展,为... 宏基因组学研究作为研究微生物种群生态分布、群体遗传特征和基因相互作用的新兴学科领域,在很大程度上促进了环境微生物资源,特别是未培养微生物资源的开发利用,在土壤、海洋、人体医学、药物等各个领域的应用中取得了突破性的进展,为发现新的生物活性物质提供了新的有效途径。就宏基因组学研究进展进行综述,并重点介绍了宏基因组学研究中的机遇及挑战。 展开更多
关键词 宏基因组学 宏基因组文库 序列筛选 功能筛选 新一代测序
基于宏基因组学的脂肪酶筛选 预览 被引量:1
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作者 祝心舟 周世宁 《生命的化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期 654-657,共4页
脂肪酶是解酯酶的一种,在工业生产上具有极为广泛的应用。宏基因组学是一门新兴的学科,避开了传统的微生物纯化培养的难题,极大地扩展了环境微生物资源的利用范围。本文介绍了脂肪酶结构与功能特性,概述了基于宏基因组学筛选脂肪酶的两... 脂肪酶是解酯酶的一种,在工业生产上具有极为广泛的应用。宏基因组学是一门新兴的学科,避开了传统的微生物纯化培养的难题,极大地扩展了环境微生物资源的利用范围。本文介绍了脂肪酶结构与功能特性,概述了基于宏基因组学筛选脂肪酶的两种不同方法,并评价了各自的优点与缺陷,最后指出了这一筛选策略今后的发展前景。 展开更多
关键词 宏基因组 脂肪酶 活性筛选 序列筛选
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环境宏基因组学技术的主要瓶颈及发展 预览 被引量:2
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作者 蒋云霞 艾春香 《环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期 2861-2866,共6页
从环境宏基因组文库的构建及筛选两方面分析了环境宏基因组学技术所存的主要瓶颈,综述了针对主要瓶颈而发展的最新环境宏基因组学技术,展望了环境宏基因组学技术在微生物生态学基础研究及生物技术应用研究领域的发展方向.
关键词 宏基因组 未培养微生物 序列筛选 功能筛选
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萼花臂尾轮虫(Brachionus calyci florus)的ISSR引物筛选及其多态性检验
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作者 李黎 牛翠娟 《北京师范大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期169-172,共4页
采用简单重复序列区间(ISSR:一种基于微卫星的分子标记,无需预知遗传背景即可研究基因组中微卫星序列的变异,适合大规模的种群遗传研究)的方法对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyci florus)进行PCR扩增,优化出适宜的ISSR-PCR反应体系... 采用简单重复序列区间(ISSR:一种基于微卫星的分子标记,无需预知遗传背景即可研究基因组中微卫星序列的变异,适合大规模的种群遗传研究)的方法对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyci florus)进行PCR扩增,优化出适宜的ISSR-PCR反应体系,并从100条引物中筛选出16条具有良好多态性和重复性的ISSR引物.研究结果显示,萼花臂尾轮虫简单重复序列以(AC)和(AG)的两碱基重复为主,筛选出的ISSR引物扩增共得到114个位点,66个多态位点,多态性高达57.89%,高于常用于该物种分子生态学研究的线粒体COI基因的多态性. 展开更多
关键词 萼花臂尾轮虫 简单重复序列区间 简单重复序列区间引物筛选 体系优化
宏基因组克隆——微生物活性物质筛选的新途径 预览 被引量:33
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作者 阎冰 洪葵 +1 位作者 许云 马超 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期 113-117,共5页
在现有技术条件下自然界存在的微生物95%以上未能培养,采用传统的分离培养筛选的途径寻找新的微生物生物活性物质受到局限;宏基因组是特定小生境中全部微小生物遗传物质的总和,直接抽提环境样品中的总DNA,利用适宜的载体克隆到替代宿主... 在现有技术条件下自然界存在的微生物95%以上未能培养,采用传统的分离培养筛选的途径寻找新的微生物生物活性物质受到局限;宏基因组是特定小生境中全部微小生物遗传物质的总和,直接抽提环境样品中的总DNA,利用适宜的载体克隆到替代宿主细胞中构建宏基因组文库,通过外源基因赋予宿主细胞的新性状或基于某些已知DNA序列筛选,寻找新的生物活性物质或基因,极大地扩展了微生物资源的利用空间,增加了获得新的生物活性物质的机会. 展开更多
关键词 宏基因组 环境总DNA 功能驱动筛选 序列驱动筛选
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