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芽孢杆菌非核糖体合成途径产生的脂肽化合物泛革素(Fengycin)在芽孢杆菌防治植物病害中起着重要的作用。对芽孢杆菌中合成和调控Fengycin机理的研究有助于基因工程改造菌株、提高泛革素产量,有利于研发新的基因工程生物农药。本研究旨在通过在模式菌株枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis168中表达泛革素,构建新的工程菌株,并探究degQ和sfp(4’磷酸泛酰巯基乙胺转移酶基因)对泛革素合成的调控机制,从而为生物农药研发打下理论基础。枯草芽孢杆菌168虽然含有完整的泛革素合成酶基因簇,但由于其非核糖体肽合成途径中所需的sfp基因发生了移码突变,不含有4’-磷酸泛酰巯基乙胺转移酶(PPtase),因此不能合成脂肽类化合物。但仅转sfp基因的168菌株泛革素产量仍然很低,原因是其degQ的启动子区-10位置上的一个碱基T突变成了 C,因此该菌株不能表达DegQ。而degQ是广泛存在于芽孢杆菌中的多效性因子,编码一个46个氨基酸的多肽,能够调控多种外泌酶的表达和抗菌物质的产量。但degQ调控泛革素合成的机理仍不清楚。本研究克隆了来自解淀粉芽孢杆菌模式菌株FZB42的sfp和来自枯草芽孢杆菌模式菌株168的多效调控因子degQ,构建了pP43-degQ pMK3-sfp和pP43-degQ-sfp3个表达载体,分别转入不能产生泛革素的168菌株中,得到3株工程菌株,其中1株为能够产生泛革素的工程菌株。质谱(MALDI-TOF-MS)检测表明,只有168-degQ-sfp能产生泛革素;平板抑菌实验表明,168、168-degQ和168-sfp活菌及其脂肽化合物提取物不具备抑制真菌活性,而168-degQ-sfp则能显著抑制油菜菌核病菌的生长,具有抑制真菌的效果,是潜在的植物病害生防工程菌。sfp编码4’-磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶,是脂肽化合物合成途径所必须的,机理研究较为清楚,但degQ对泛革素合成的调控机制还不是很清楚。为了研究degQ的功能,对168、168-degQ、168-sfp和168-degQ-sfp的泛革素合成酶进行荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)检测,结果表明,168-degQ-sfp的泛革素合成酶基因簇ppsABCDE的表达量是其他菌株的6～16倍,而168-degQ和168-sfp与168无明显差异。该研究表明degQ和sfp 2个功能基因共同存在时能提高泛革素合成酶基因簇的表达量,进而提高泛革素的产量。基于已有研究推测,DegQ在调控bacilysin、y-PGA等的产量时,是通过调控DegS-DegU双组份调控系统与合成酶启动子的互作来调控表达的,DegQ使双组份调控系统的DegS-U中的Pi向DegU转移和DegU-Pi的稳定,促使体系中的DegU-Pi增多。而DegU或DegU-Pi则能够直接与合成酶基因的启动子位置结合从而直接促进基因的转录和产物的表达。为了探究DegQ调控泛革素合成的机制,证明DegQ是否参与了与泛革素合成酶基因簇的启动子的互作,从而启动基因表达,实验用Pspac启动子替换了 168中泛革素合成酶基因簇的启动子,构建了 168Pspac,在其中转入sfp基因使之能够合成脂肽化合物,菌株命名为168P-sfp;在168Pspac中同时转入sfp和degQ,构建菌株168P-degQ-sfp。质谱分析表明,168P-sfp的脂肽化合物提取物中不含有泛革素,而168P-degQ-sfp则产生了脂肽化合物泛革素。实验结果说明DegQ调控泛革素的机制与调控bacilysin或y-PGA不同,与启动子无关。DegQ调控芽孢杆菌产生泛革素深层原因还需要进一步的研究。