1.一种重组质粒,通过从丁酸梭菌中经PCR扩增获得甘油脱水酶基因,然后与从热带假丝酵母中经PCR扩增获得的启动子pGAPg重叠连接,获得pGAPg-GD片段;通过经PCR扩增获得的1,3-丙二醇脱氢酶基因与从热带假丝酵母中经PCR扩增获得的启动子pGAPp重叠连接,获得pGAPp-PDE片段;通过从质粒上PCR扩增获得的终止子基因,经反向连接,获得双向终止子片段;分别向质粒中插入pGAPg-GD片段、pGAPp-PDE片段、双向终止子片段及Kanr基因片段,获得重组质粒;
所述启动子pGAPg核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,启动子pGAPp核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示,所述的甘油脱水酶基因核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示,1,3-丙二醇脱氢酶基因核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示;所述终止子基因核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示,所述的Kanr基因核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
2.权利要求1所述重组质粒的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以热带假丝酵母基因组为模板,进行PCR扩增,获得启动子pGAPg片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
pGAPg-up:5’-AGATCTAAGAAGAATTTAGTGGTTAGTCG-3’,pGAPg--down:5’-ATCCTTTACTTATCATTGTTAAAATTTAATTTGTAAGTGATTTG-3’;
(2)以热带假丝酵母基因组DNA为模板,进行PCR扩增,得到启动子pGAPp片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
pGAPp-up:5’-AGATCTAAGAAGAATTTAGTGGTTAGTCG-3’;
pGAPp-down:5’-TCAAACATACGATAGCTCATTGTTAAAATTTAATTTGTAAGTGATTTG-3’;
(3)以丁酸梭菌的基因组为模板,进行PCR扩增,得到甘油脱水酶GD片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
GD-up:5’-CAAATTAAATTTTAACAATGATAAGTAAAGGATTTAGTACCC-3’,GD-down:5’-GGATCCTTACATAACATGTTCAGTTCTTGC-3’;
(4)以克雷伯氏菌的基因组为模板,进行PCR扩增,得到1,3-丙二醇脱氢酶PDE片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
PDE-up:5’-TTTAACAATGAGCTATCGTATGTTTGATT-3’,PDE-down:5’-GATTTTCCGCCAGGCATTCTGAGGATCC-3’;
(5)以质粒Kanr9k为模板,进行PCR扩增,得到终止子pTTza片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
pTTza-up:5’-AGATCTGTTTGTAGCCTTAGACATGACTG-3’;
pTTza-down:5’-GGATCCGCACAAACGAAGG-3’;
(6)以大肠杆菌的基因组为模板,进行PCR扩增,得到抗性标记Kanr片段;
所述PCR扩增的引物核苷酸序列如下:
pKanr9k-up:5’-AGATCTTGAGGGAGCCACGGTTGAT-3’;
pKanr9k-down:5’-GGATCCGGTTGAGGCCGTTGAGCA-3’;
(7)将步骤(1)制得的启动子pGAPg片段与步骤(3)制得的甘油脱水酶片段GD进行PCR重叠连接,制得pGAPg-GD片段;
(8)将步骤(2)制得的启动子pGAPp片段与步骤(4)制得的1,3-丙二醇脱氢酶片段PDE进行PCR重叠连接,制得pGAPp-PDE片段;
(9)将步骤(5)制得的终止子pTTza片段进行终止子间的反向连接;
(10)将步骤(6)中得到的pKanr9k片段,步骤(7)中制得的pGAPg-GD片段,步骤(8)中制得的pGAPg-PDE片段,分别与Ptopo-Blunt-Vector载体连接,制得Ptopo-Blunt-pKanr9k,Ptopo-Blunt-pGAPg-GD,Ptopo-Blunt-pGAPg-PDE质粒;
(11)将步骤(10)制得的Ptopo-Blunt-pGAPg-GD质粒用限制性内切酶BamH I单酶切,然后将单酶切后的质粒去磷酸化;
(12)将步骤(10)制得的Ptopo-Blunt-pGAPp-PDE质粒进行双酶切,所用酶为限制性内切酶Bgl II和BamH I,并回收双酶切产物pGAPp-PDE;
(13)将步骤(9)制得的pTOPO-Blunt-pTTza-pTTza质粒进行双酶切,所用酶为限制性内切酶Bgl II和BamH I,并回收切下的pTTza-pTTz片段;
(14)将步骤(10)制得的Ptopo-Blunt-pKanr9k质粒进行双酶切,所用酶为限制性内切酶Bgl II和BamH I,并回收切下的pKanr9k片段;
(15)将步骤(13)制得的pTTza-pTTza片段连接到步骤(11)制得的磷酸化后的单酶切载体上,制得Ptopo-Blunt-pGAPg-GD-pTTza载体;
(16)将步骤(15)制得的Ptopo-Blunt-pGAPg-GD-pTTza载体进行单酶切,所用酶为限制性内切酶BamH I,将回收的单酶切产物去磷酸化;
(17)将步骤(12)制得的pGAPp-PDE片段连接到步骤(16)制得的磷酸化后的单酶切载体上;
(18)将步骤(17)所得的重组载体单酶切,所用酶为限制性内切酶Bgl II,将回收的单酶切产物去磷酸化;
(19)将步骤(14)所得的Kanr片段连接到步骤(18)中的单酶切载体上获得最终构建的基因重组载体Ptopo-GD-PDE-Kanr。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×HiFi-PCR Master 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,52℃退火30sec,72℃延伸2min,30个循环;72℃延伸
10min,-20℃保存;
优选的,所述步骤(2)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×HiFi-PCR Master 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,52℃退火30sec,72℃延伸2min,30个循环;72℃延伸
10min,-20℃保存。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×Taq PCR MasterMix 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,53℃退火30sec,72℃延伸2.5min,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存;
优选的,所述步骤(4)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×HiFi-PCR Master 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,53℃退火30sec,72℃延伸2.5min,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×Taq PCR MasterMi 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,56℃退火30sec,72℃延伸30sec,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存;
优选的,所述步骤(6)中,PCR扩增的扩增体系如下,体系总体积50μl:
2×HiFi PCR Master 25μl,10μmol/L上游引物2μl,10μmol/L下游引物2μl,模板2.5μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的PCR扩增的扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,60℃退火30sec,72℃延伸1.5min,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存。
6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(7)中,重叠PCR第一步扩增体系如下,体系总体积25μl:
2×Taq PCR MasterMix 12.5μl,10μmol/L pGAPg片段回收产物2μl,10μmol/L GD片段回收产物2μl,用ddH2O补足至25μl;
所述的重叠PCR扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,53℃退火30sec,72℃延伸30sec,30个循环;72℃延伸10min,所得产物继续进行第二步PCR扩增;
所述第二步PCR扩增体系如下,体系总体积25μl:
2×Taq PCR MasterMix 12.5μl,10μmol/L上游引物pGAPg-up 2μl,10μmol/L下游引物GD-down 2μl,用ddH2O补足至25μl;
所述第二步PCR扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,53℃退火30sec,72℃延伸3.5min,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存;
优选的,所述步骤(8)中,重叠PCR第一步扩增体系如下,体系总体积25μl:
2×Taq PCR MasterMix 12.5μl,10μmol/L pGAPp片段回收产物2μl,10μmol/L PDE片段回收产物2μl,用ddH2O补足至25μl;
所述的重叠PCR扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,55℃退火30sec,72℃延伸30sec,30个循环;72℃延伸10min,所得产物继续进行第二步PCR扩增;
所述第二步PCR扩增体系如下,体系总体积25μl:
2×Taq PCR MasterMix 12.5μl,10μmol/L上游引物pGAPp-up 2μl,10μmol/L下游引物PDE-down 2μl,用ddH2O补足至25μl;
所述第二步PCR扩增程序如下:
95℃预变性5min;95℃变性30sec,55℃退火30sec,72℃延伸3.5min,30个循环;72℃延伸10min,-20℃保存。
7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(9)中,反向连接步骤如下:将步骤(5)制得的pTTza片段连接到载体pTOPO-Blunt上,制得pTOPO-Blunt-pTTza;然后用限制性内切酶Bgl II和BamH I对pTOPO-Blunt-pTTza进行双酶切,将切下的短片段pTTza回收;用限制性内切酶BamH I再对pTOPO-Blunt-pTTza进行单酶切,并回收单酶切产物;将单酶切产物去磷酸化,然后与双酶切得到的pTTza短片段用T4连接酶连接,制得双向终止子结构pTOPO-Blunt-pTTza-pTTza;
进一步优选的,所述的去磷酸化的体系如下,总体系为50ul:待去磷酸化的DNA片段25μl,10×Alkaline Phosphatase Buffer 5μl,CIAP 2μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的去磷酸化的条件如下:
37℃或50℃反应30分钟;或者先37℃反应15分钟,然后再50℃反应15分钟;添加5μl,
3mol/L的醋酸钠,并加入125μl的冰乙醇在-20℃下保存30~60min;然后4℃、12000rpm 离心15min回收沉淀,用200μl 70%冰乙醇洗净,4℃、12000rpm离心15min,用20μl以下的H2O溶解沉淀,即得;
进一步优选的,所述连接的反应体系如下,体系总体积20μl:单酶切长片段载体6μl,双酶切短片段2μl,T4 DNA Ligase 1μl,10×T4 DNA Ligase Buffer 2μl,ddH2O补充至20μl;
所述连接的条件为:22℃连接10min;
优选的,所述步骤(10)中,连接体系如下,体系总体积为10μl:待连接片段4μl,Ptopo-Blunt-Vector载体1μl,10×Enhancer 1μl,ddH2O补充至10μl;
所述连接的条件为:20℃-30℃连接5min。
8.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(11)、步骤(16)和步骤(18)中,去磷酸化的体系如下,总体系为50ul:待去磷酸化的DNA片段25μl,10×Alkaline Phosphatase Buffer 5μl,CIAP(宝生物碱性磷酸酶)2μl,用ddH2O补足至50μl;
所述的去磷酸化的条件如下:
37℃或50℃反应30分钟;或者先37℃反应15分钟,然后再50℃反应15分钟;添加5μl,
3mol/L的醋酸钠,并加入125μl的冰乙醇在-20℃下保存30~60min;然后4℃、12000rpm离心
15min回收沉淀,用200μl 70%冰乙醇洗净,4℃、12000rpm离心15min,用20μl以下的H2O溶解沉淀,即得;
优选的,所述步骤(15)中,连接的反应体系如下,体系总体积20μl:Ptopo-Blunt-GAPg-GD载体6μl,pTTza-pTTza片段2μl,T4 DNA Ligase 1μl,10×T4DNA Ligase Buffer 2μl,ddH2O补充至20μl;
所述的连接体系的连接条件为:22℃连接10min;
优选的,所述步骤(17)中,连接的反应体系如下,体系总体积20μl:Ptopo-Blunt-pGAPg-GD-pTTza载体6μl,pGAPp-PDE片段2μl,T4 DNA Ligase 1μl,10×T4 DNA Ligase Buffer 2μl,ddH2O补充至20μl;
所述的连接体系的连接条件为:22℃连接10min;
优选的,所述步骤(19)中,所述连接的反应体系如下,体系总体积20μl:Ptopo-Blunt-pGAPg-GD-pTTza-PDE载体6μl,Kanr片段2ul,T4 DNA Ligase 1μl,10×T4 DNA Ligase Buffer:2μl,ddH2O补充至20μl;
所述的连接体系的连接条件为:22℃连接10min。
9.一种转化油脂联产长链二元酸和1,3-丙二醇热带假丝酵母工程菌的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(i)制备热带假丝酵母感受态细胞;
(ii)将步骤(i)制得的热带假丝酵母感受态细胞与线性化重组质粒Ptopo-GD-PDE-Kanr混合,冰浴5min后,在1500v电压转化5ms,然后与预冷的1mol/L山梨酸溶液混匀,30℃摇床1h后,筛选,制得转化油脂联产长链二元酸和1,3-丙二醇热带假丝酵母工程菌。
10.权利要求9所述转化油脂联产长链二元酸和1,3-丙二醇热带假丝酵母工程菌在制备长链二元酸和1,3-丙二醇中的应用。