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    微藻生物技术团队通过稳定基因枪转化体系实现外源基因在雨生红球藻中的高效表达

    发布者:  时间:  浏览:2020-04-28 16:49:44

      雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)被认为是目前天然虾青素的最佳生物来源,但是雨生红球藻细胞生长慢,导致雨生红球藻光合培养周期长,易受杂藻杂菌污染,规模培养极不稳定,同时细胞壁坚韧,虾青素提取困难,生产成本高,因此雨生红球藻源虾青素的应用和产业发展受到了严重制约。近年来基因工程技术的发展为通过代谢工程和合成生物学进行雨生红球藻性状的改良改造,从而强化雨生红球藻的培养与虾青素积累提供了新的思路,然而迄今还未建立起成熟的雨生红球藻的遗传转化和基因表达平台。在本研究中,通过克隆雨生红球藻中组成性α-tubulin(tub)基因的内源性5’和3’侧翼序列及其编码区,分别鉴定了其中一些可能的启动子元件和聚腺苷酸化信号。构建了内源性tub启动子(Ptub)与终止子(Ttub)融合的tub/aadA、tub/hyr和tub/ble三个抗性基因选择标记,并用于雨生红球藻的基因枪转化。用tub/aadA表达框轰击雨生红球藻NIES144或SCCAP K0084,获得了具有aadA基因导入的稳定抗性藻落,通过建立的基因枪操作流程,其每μg DNA转化效率可达3×10-5。另外,我们揭示了基因枪操作的两个关键细节,包括利用以游动细胞为主的培养物以及控制在轰击过程中细胞在滤膜上的时间。在获得的转化子中,外源tub/aadA片段的有效整合和转录可通过基因组PCR检测和qPCR分析来鉴定,但在雨生红球藻基因组中不存在同源交叉,而是随机整合插入到雨生红球藻基因组中。本研究所提出的选择标记和优化的基因枪转化流程,将为雨生红球藻的遗传操作和改良提供更为完善的平台。

    雨生红球藻基因枪转化流程图