除虫链霉菌uhk01sav基因的功能研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangjuan860405
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链霉菌具有强大的次级代谢能力,能产生许多广泛应用于人、畜和农业的抗生素及其它生物活性物质。因此,开展链霉菌的抗生素生物合成的调控研究具有重要意义。我们前期研究发现,链霉菌模式菌-天蓝色链霉菌中uhk01基因(编码孤立组氨酸激酶)的缺失引起放线紫红素和十一烷基灵菌红素产量的大幅度增加,形态分化异常,如菌落呈现红色,气生菌丝和孢子产生减少。生物信息学分析显示,uhk01同源类似物广泛存在不同链霉菌中。本研究以重要工业用抗生素产生菌-除虫链霉菌为研究对象,通过基因缺失突变体的构建及交叉互补实验研究了uhk01同源基因(uhk01sav)的功能,并证实了uhk01和uhk01sav这两个同源基因的功能相似性。   以除虫链霉菌NRRL8165为出发菌株,通过PCR-targeting系统成功构建其uhk01sav基因缺失突变体8165△uhk01sav。表型分析结果显示,uhk01sav基因的缺失可以使寡霉素A的产量提高5~6倍,达到2.153g/L,突变体的生长速度变慢,产孢受阻。将uhk01sav基因重新导入突变体8165△uhk01sav,寡霉素产量及产孢均得到恢复,表明uhk01sav参与寡霉素生物合成的负调控,且与孢子形成密切相关。另外,我们利用Real-time RT-PCR技术对原始株和突变体中的3种重要抗生素(寡霉素、阿维菌素及戊内酯菌素)的生物合成基因进行了转录分析比较。结果表明,uhk01sav参与寡霉素生物合成的调控是由途径特异性调控基因所介导的。同时,uhk01的缺失还影响了另外2种重要抗生素-阿维菌素及戊内酯菌素的生物合成。   将uhk01sav基因交叉互补至天蓝色链霉菌M145的uhk01缺失突变体,或将uhk01基因交叉互补至除虫链霉菌8165的uhk01sav缺失突变体,抗生素产生及孢子形成都恢复至相应野生型表型,证实了uhk01和uhk01sav的功能相似性。   综上所述,uhk01及其同源类似物可能是链霉菌属中参与抗生素生物合成及形态分化发育的相对保守的重要调控基因,为我们对重要工业用链霉菌的代谢工程改造提供了很好的基因靶点。
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