除蟲鏈霉菌uhk01sav基因的功能研究.pdf

1、鏈霉菌具有強(qiáng)大的次級代謝能力，能產(chǎn)生許多廣泛應(yīng)用于人、畜和農(nóng)業(yè)的抗生素及其它生物活性物質(zhì)。因此，開展鏈霉菌的抗生素生物合成的調(diào)控研究具有重要意義。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，鏈霉菌模式菌-天藍(lán)色鏈霉菌中uhk01基因(編碼孤立組氨酸激酶)的缺失引起放線紫紅素和十一烷基靈菌紅素產(chǎn)量的大幅度增加，形態(tài)分化異常，如菌落呈現(xiàn)紅色，氣生菌絲和孢子產(chǎn)生減少。生物信息學(xué)分析顯示，uhk01同源類似物廣泛存在不同鏈霉菌中。本研究以重要工業(yè)用抗生素產(chǎn)生菌-除蟲鏈霉

2、菌為研究對象，通過基因缺失突變體的構(gòu)建及交叉互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究了uhk01同源基因(uhk01sav)的功能，并證實(shí)了uhk01和uhk01sav這兩個同源基因的功能相似性。
　　 以除蟲鏈霉菌NRRL8165為出發(fā)菌株，通過PCR-targeting系統(tǒng)成功構(gòu)建其uhk01sav基因缺失突變體8165△uhk01sav。表型分析結(jié)果顯示，uhk01sav基因的缺失可以使寡霉素A的產(chǎn)量提高5～6倍，達(dá)到2.153g/L，突變體的生長速

3、度變慢，產(chǎn)孢受阻。將uhk01sav基因重新導(dǎo)入突變體8165△uhk01sav，寡霉素產(chǎn)量及產(chǎn)孢均得到恢復(fù)，表明uhk01sav參與寡霉素生物合成的負(fù)調(diào)控，且與孢子形成密切相關(guān)。另外，我們利用Real-time RT-PCR技術(shù)對原始株和突變體中的3種重要抗生素(寡霉素、阿維菌素及戊內(nèi)酯菌素)的生物合成基因進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄分析比較。結(jié)果表明，uhk01sav參與寡霉素生物合成的調(diào)控是由途徑特異性調(diào)控基因所介導(dǎo)的。同時，uhk01的缺失還影響

4、了另外2種重要抗生素-阿維菌素及戊內(nèi)酯菌素的生物合成。
　　 將uhk01sav基因交叉互補(bǔ)至天藍(lán)色鏈霉菌M145的uhk01缺失突變體，或?qū)hk01基因交叉互補(bǔ)至除蟲鏈霉菌8165的uhk01sav缺失突變體，抗生素產(chǎn)生及孢子形成都恢復(fù)至相應(yīng)野生型表型，證實(shí)了uhk01和uhk01sav的功能相似性。
　　 綜上所述，uhk01及其同源類似物可能是鏈霉菌屬中參與抗生素生物合成及形態(tài)分化發(fā)育的相對保守的重要調(diào)控基因，為