【摘 要】
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天然产物作为微生物的次生代谢产物,结构复杂多变,具有抗癌、抗菌、免疫抑制等活性,在工农业、食品、医疗等领域发挥重要作用。目前传统发酵分离重复率高,新抗生素开发速度慢。为解决这类问题,必须不断更新微生物资源库,使用高效的方法获得新的代谢产物。高盐环境放线菌,适应高盐浓度的特殊环境,具有独特的基因簇类型和代谢途径,可能产生大量具有较高生物活性的新化合物,是极具开发药物及新抗生素前景的微生物资源。功能基
【基金项目】
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云南省生物医药重大专项,生物资源数字化开发应用子课题微生物数据库建设（202002AA100007,2020-2022,1192万元）； 国家自然科学地区基金 ,嗜盐放线菌源铁载体类化合物资源的挖掘（31760003,2018-2021,40万元）；
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天然产物作为微生物的次生代谢产物,结构复杂多变,具有抗癌、抗菌、免疫抑制等活性,在工农业、食品、医疗等领域发挥重要作用。目前传统发酵分离重复率高,新抗生素开发速度慢。为解决这类问题,必须不断更新微生物资源库,使用高效的方法获得新的代谢产物。高盐环境放线菌,适应高盐浓度的特殊环境,具有独特的基因簇类型和代谢途径,可能产生大量具有较高生物活性的新化合物,是极具开发药物及新抗生素前景的微生物资源。功能基因的挖掘及异源表达,可以发现隐形或沉默基因簇,并通过异源表达的方法高效获得代谢产物,可以提高潜在基因簇的利用价值。实验菌株YIM 98790、YIM 98757T、YIM S01182是从新疆高盐湖泊盐沼样品中分离获得的放线菌。通过多相分类研究,确定菌株YIM 98757T和YIM 98790分别为Haloechinothrix和Streptomyces属的新种,YIM S01182为Nocardiopsaceae科的一个新属。运用antiSMASH分析工具对YIM 98790、YIM 98757T、YIM S01182基因组进行扫描分析,共挖掘39个潜在基因簇,包括PKS、NRPS、saccharide、fatty＿acid、terpene等12种类型及11种不同类型的杂合型,共23种类型。本文主要介绍PKS和NRPS型天然产物,其中Dynemicin A、Neocarzinostatin和Uncialamycin等抗生素类化合物在医疗、工农业和畜牧业领域都具有重要应用价值。实验菌株YIM 96748是实验室筛选出具有较强铁载体活性的嗜盐放线菌。本研究在已建立YIM 96748基因组文库的基础上,对7个潜力基因簇进行异源表达。首先,制备探针,通过菌落原位杂交从文库中筛选获得7个基因簇单克隆;通过电转和接合转移的方法将7个目的片段先导入E.coli ET12567/p UZ8002再转移到4个常用的异源表达宿主菌中,共获得除S.albus-cluster 26-b外的27个工程菌株。并成功验证出13个工程菌株中的26个关键基因,其中S.albus-cluster 3、S.albus-cluster 4、S.albus-cluster 27关键基因完全验证正确。采用15个培养基对S.albus-cluster 3、S.albus-cluster 4两个工程菌株进行发酵培养条件探索,发现S.albus-cluster 3在2号、9号、10号、15号培养基出现系列新吸收峰,推测该基因簇表达。选择9号培养基对S.albus-cluster 3进行扩大发酵,获得29 g发酵粗提物。通过对实验菌株YIM 98790、YIM 98757T、YIM S01182基因簇进行预测和分析,对菌株后续代谢产物获取和异源表达的深入研究有重要指导作用。菌株YIM96748的7个基因簇的异源表达的研究表明将基因簇导入宿主菌中获取代谢产物具有可行性,对潜力基因簇异源表达有重要指导意义,可促进嗜盐放线菌潜力基因簇的充分开发利用。
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