ECF-σ因子作为细菌中常见的一类信号转导系统,能够响应外界的环境信号并指导RNA聚合酶起始相关基因的转录,在细胞适应不同的生存环境和抵抗外界不断变化的压力胁迫中起到非常重要的作用,但有关ECF-σ因子对抗生素生物合成的调控研究还所知甚少。阿维菌素是由阿维链霉菌产生的重要农牧用杀虫抗生素。为揭示影响阿维菌素生物合成的关键调控因子,本实验室前期通过安捷伦表达谱芯片比较了阿维菌素高产菌株76-02-e及野生型菌株转录组的差异,从中筛选了三个表达量差异显著的ECF-σ因子基因—sig25,sig5和sig16。本论文工作研究了这三个基因所编码的ECF-σ因子对阿维链霉菌抗生素合成、形态分化和环境胁迫的调控。sig25（SAV3351）基因编码ECF-σ因子σ25。对该基因进行缺失、回补和过表达,通过摇瓶发酵和形态观察实验初步表明σ25不影响菌体的生长和形态分化,但可抑制阿维菌素而促进寡霉素的合成。RT-qPCR、EMSA和体外转录等实验证实σ25通过影响途径特异性正调控基因aveR的转录间接负调控阿维菌素的合成,通过起始途径特异性正调控基因olmRI的转录直接正调控寡霉素的合成,通过结合在自身基因的启动子上起始自身转录。胁迫实验暗示σ25还能够参与热激、去污剂、极端pH和渗透压引起的胁迫反应。双组份调控系统基因smrAB位于sig25上游并与其转录方向相反。研究发现SmrA通过与sig25基因启动子上游的正向重复序列CTGTGA-n5-CTGTGA结合激活sig25基因的转录。SmrAB对菌体生长、形态分化和阿维菌素、寡霉素合成的影响与σ25相同。以上实验表明SmrAB和σ25在同一个调控通路上调控抗生素的合成。序列分析发现SAV111基因（编码LuxR家族转录调控因子）的启动子区与sig25启动子区非常相似,实验证实SAV111是SmrA和σ25共同作用的靶基因,它通过直接正调控阿维菌素生物合成结构基因aveA1的表达而促进阿维菌素的合成。随后利用SmrA的保守结合位点预测了SmrA作用的靶基因,再证实这些靶基因是否也是σ25的靶基因。RT-qPCR和EMSA实验发现SmrA和σ25能够共同调控SAV2630（whiG）、SAV3434、SAV4621、SAV5010、SAV6537、amtB1、gdhA1和glnA2的转录,这些基因可参与形态分化、DNA复制和氮代谢等初级代谢过程。此外,SmrA和σ25都有各自单独调控的靶基因。sig5（SAV614）和sig16（SAV1195）基因分别编码ECF-σ因子65和σ16。通过构建基因缺失、回补和过表达菌株并进行表型观察及测定相关菌株的阿维菌素发酵产量,初步证明σ5和σ16都对阿维菌素合成具有负调控作用,但不影响菌体生长和形态分化。进一步研究发现σ5和σ16对阿维菌素合成的负调控作用是间接的。RT-qPCR和ChIP实验表明,σ5能够结合在自身基因及附近SAV612、SAV615、SAV618基因的启动子区,正调控这些基因及所在操纵子的表达。σ5的这些靶基因是否可影响阿维菌素的合成还需实验确定。胁迫实验暗示σ5可参与渗透压引起的胁迫反应。EMSA实验表明σ16不能结合在自身所在操纵子sigl6-SAV1196的启动子区,但可结合在下游支链氨基酸ABC转运系统操纵子SAV119～SAV1194的启动子区上。支链氨基酸可作为阿维菌素生物合成的前体,该转运系统与阿维菌素合成的关系有待于进一步研究。