桑天牛肠道微生物内切葡聚糖酶基因的克隆及在乳酸杆菌中的表达

作者：谢骜李畅; 杨雨鑫; 王小龙; 陈玉林^*

来源：动物营养学报, 2020, 32(03): 1344-1352.

• 枯草芽孢杆菌
• 内切葡聚糖酶
• 罗伊乳酸杆菌
• 基因工程
• 发酵饲料

本试验旨在构建含内切葡聚糖酶基因的重组乳酸杆菌,研究其对秸秆植物性饲料的降解效果,为后期构建高效分解纤维素的工程菌奠定基础。从桑天牛(Apriona germari)体内分离出枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),克隆其内切葡聚糖酶基因,通过酶切连接的方式将目的基因片段与启动子P32、信号肽SPlp0373、乳酸杆菌载体pLEM-415共同构建了内切葡聚糖酶分泌表达重组质粒pLEM-P32SPNqm,并对重组乳酸菌酶学性质和其在秸秆饲料中的降解能力进行测定。结果表明:从枯草芽孢杆菌中克隆出的目的基因大小为1 490 bp,构建的重组乳酸杆菌其表达产物的蛋白大小约54 ku。进一步测定发现,重组乳酸杆菌产酶最适温度和时间分别为37℃、24 h,在最佳条件下其羧甲基纤维素酶(CMCase)活性为2.06 U/mL。酶促反应最适温度和pH分别为60℃、6.0。在50～70℃、弱酸性条件下该酶的稳定性较好。金属离子Na+、K+、Mn2+对酶促反应有促进作用,而Mg2+、Cu2+对酶活性抑制作用较大。重组乳酸杆菌发酵粗饲料,对玉米秸秆、苜蓿秸秆、小麦秸秆均发挥了一定的降解作用,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维相对降解率分别为10.42%、21.12%,4.99%、7.85%,4.57%、9.53%。综上,本试验构建的重组乳酸杆菌对常见的秸秆植物性饲料均有一定的降解能力。

• 单位
  动物科技学院; 西北农林科技大学