毕赤酵母电转:pPICZ线性化教学质粒的整合与筛选

明确GS115、500 mL感受态制备、2 mm电击和YPDS选择,避免把高抗性直接当高表达。

01本篇适用条件

非致病实验室GS115,使用带无害教学插入的pPICZ(不含α分泌信号)及无DNA对照。500 mL YPD制感受态,80 μL/杯,10 μg已线性化并纯化DNA;只做整合克隆与连接处PCR,不进行甲醇诱导或蛋白表达。

02实验原理

线性化载体通过同源重组形成可筛选的整合子。山梨醇帮助电击后恢复,Zeocin在含盐/培养基条件不合适时失去选择效果;高抗性并不等同于高拷贝或高表达。

毕赤酵母载体构建、线性化、电转、筛选及后续验证完整流程

保留原EasySelect流程全部节点。本文终点是转化子筛选与整合验证,图中后续Mut表型及表达筛选是上下游背景,不代表本文已完成蛋白表达,也不将S. cerevisiae条件套入Pichia。

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03安全与适用范围

由接受高压仪器培训者操作,保持杯架干燥;仅用非致病GS115与无害插入。Zeocin按SDS防护并避光保存,含药平板/培养废物分类收集。本篇不含甲醇培养或动物材料。

04材料与仪器

  • GS115、YPD、无菌1 M山梨醇、pPICZ线性化DNA1 μg/μL、Zeocin100 mg/mL储备液、YPDS平板。
  • 2 L摇瓶、4°C离心机与大容量转子、2 mm电击杯及脉冲仪;5′/3′整合连接处检测引物。

05配液与用量

项目本例配制/用量核对点
1 M山梨醇,1 L2 M母液500 mL,加水至1 L无菌;冰冷
YPDS+Zeocin,100 mL酵母提取物1 g、蛋白胨2 g、葡萄糖2 g、山梨醇18.22 g、琼脂2 g,水至100 mL;冷却后加100 μL100 mg/mL Zeocin山梨醇1 M;Zeocin100 μg/mL;山梨醇摩尔质量182.17 g/mol
每次电击80 μL细胞+10 μL DNA1 μg/μLDNA10 μg;阴性加10 μL水
复苏每杯1 mL冰冷1 M山梨醇30°C静置1–2小时

06时间安排

阶段条件预计时间
培养30°C5 mL过夜+500 mL过夜
洗涤4°C、1500×g5分钟约1小时
电击/复苏2 mm杯;30°C静置1–2小时
选择30°C3–10天

07开始前的准备

确认pPICZ的插入和线性化位置已测序/酶切核对,完整线性化后去盐溶于水。手册要求按酿酒酵母仪器设定电击,本例采用旧手册常用1.5 kV/25 μF/200 Ω并明确为需本机正控确认的参数;不拿EBY100的2.5 kV套入GS115。

pPICZ A、B、C载体完整环图、克隆位点、读框及元件坐标

保留非分泌型pPICZ完整环图、MCS、c-myc/6×His、终止密码子、引物及元件坐标;A/B/C在克隆区读框不同。本文采用pPICZ,不用带α因子分泌信号的pPICZα;实际构建以测序版本为准。

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pPICZ A完整多克隆序列、酶切位点、标签和验证引物位置

保留pPICZ A克隆区所有行、位点和引物方向。原图是未插入载体序列,不等于本文重组体测序;跨接头PCR及实际读框仍须按本次构建重新核对。

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pPICZ B完整多克隆序列与读框比较

完整保留pPICZ B克隆区作为A/B/C变体比较;本文若采用A型,不能直接复制B型接头或按B型坐标计算扩增片段。

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pPICZ C完整多克隆序列与读框比较

完整保留pPICZ C克隆区作为A/B/C变体比较;本文若采用A型,不能直接复制C型接头或按C型坐标计算扩增片段。

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08逐步操作

  1. 挑GS115单菌落入5 mL YPD,30°C通气培养过夜;记录亲本Zeocin敏感性检查。
  2. 取0.1–0.5 mL种子接入500 mL YPD,在2 L摇瓶30°C培养至OD6001.3–1.5。
  3. 培养物4°C、1500×g离心5分钟,弃上清,用500 mL冰冷无菌水完全重悬。
  4. 同条件离心,弃上清,以250 mL冰水重悬,再离心收菌。
  5. 用20 mL冰冷1 M山梨醇重悬,1500×g、4°C离心5分钟,弃上清。
  6. 用1 mL山梨醇重悬,使含细胞最终体积约1.5 mL;全程冰上,当天使用。
  7. 每反应取80 μL细胞,加10 μL对应线性化pPICZ或无菌水;另设此前在本机成功的同体系线性化载体阳性。
  8. 转至冰冷2 mm杯,冰上5分钟,轻敲去泡,彻底擦干杯外壁。
  9. 本机经同体系阳性确认后施加1.5 kV、25 μF、200 Ω单次指数衰减脉冲,记录实际ms及电弧;若正控未验证,先完成小批质控。
  10. 立即加1 mL冰冷1 M山梨醇,温和吸排转至无菌15 mL管,30°C不振荡恢复1–2小时。
  11. 将每组10、25、50、100及200 μL分别涂到标记好的YPDS/Zeocin100 μg/mL板,保持低密度。
  12. 30°C培养3–10天,每日观察并记首现菌落日;不能第2天无菌落就擅自提高药物或宣布阴性。
  13. 挑10–20个独立菌落在新选择板复划纯化,建立原始板位对应表。
  14. 用亲本、已知整合株及无模板对照检查5′/3′整合连接处PCR;本例给定引物与预期片段的验证表由载体图谱逐一计算。
  15. 仅保留两连接处一致、单克隆清楚者;登记基因型,按本单位酵母保存方式建库,记录没有验证的拷贝数及表达量。

09结果判断与质控

无DNA板无菌落、阳性有菌落才可解释样本。抗性及连接处PCR支持整合,但不能单独排除额外随机整合;后续研究需拷贝数/结构确认。本机电参数未用正控核准时,本篇属于待完成本地验证的进阶路线。

pPICZ在AOX1区域单交换整合的完整前后结构

保留线性载体、同源重组位置、宿主位点和整合后表达盒全图。抗性菌落本身不能证明正确位点或单拷贝;须结合两端接头PCR,必要时测序及独立拷贝数检测。

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毕赤酵母多表达盒连续整合的完整示意

完整保留第一次、第二次和后续整合事件。该图解释为什么耐药强度或普通插入PCR不能单独证明单拷贝;本文不把抗性水平换算成拷贝数,也不执行图外的表达诱导。

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10实验记录模板

GS115批次/ODDNA线性化位点/μg杯与设置/实际ms复苏起止Zeocin批次各体积菌落数两连接处PCR未验证项目
待填待填待填待填待填待填待填待填

另记日期、操作者、试剂批次、设备型号、原始文件路径、偏离方案及原因;保存所有对照,失败批次也保留。

11常见问题与排错

阴性长菌

查亲本药敏、Zeocin保存和培养基;不要只靠提高药量补救。

无菌落

先查阳性、感受态是否储存及电弧,再查DNA线性化。

克隆基因型混杂

复划后重复两端连接处检测;抗性不能代替整合结构核验。

12参考资料

  • 旧网络手册物理第70–71页:GS115和1.5 kV参数线索,不沿用高抗性等于高表达及保存感受态经验。
  • Thermo Fisher Scientific,EasySelect Pichia Expression Kit User Manual,已读物理第35–36、64页,查阅2026-11-02(Asia/Taipei):500 mL、OD1.3–1.5、1500×g、80 μL细胞、5–10 μg线性DNA、1–2小时恢复、100 μg/mL选择及3–10天培养;仪器电压仍须本机正控验证。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。