深海放线菌分离和深海宏基因组文库中潜在抗生素生物合成基因簇的研究
本文从20个深海沉积物样品中选择性地分离获得放线菌400余株,涵盖了放线菌亚纲7个亚目中的14个科,共16个属,并首次发现可从深海沉积物中分离到Tsukamurella属和Isoptericola属的菌株。这些菌株可分为35个OTUs,其中包含有4个潜在新种；对这些菌株的生长盐依赖特性的测定发现其中6株可能是海洋专属性的放线菌；抑菌活性测定及其抗生素合成基因调查结果则暗示了所获的这批深海放线菌菌株具有潜在产生新海洋天然活性产物的能力。
本文从东太平洋ES0303站点深海沉积物宏基因组文库中筛选获得了几类典型抗生素生物合成基因簇的相似序列。其中黏粒20G5携带有31kb连续的PKS/NRPS基因,通过染色体步移法将第4个ORF的NRPS基因补充完整,原来长为31kb的20G5外源插入片段被延长至37kb。RT-PCR结果暗示该基因簇上游含有一个在三种宿主中均存在转录活性的天然启动子序列。其PKS基因簇与海绵共生细菌中负责onnamides生物合成的PKS基因的蛋白序列相似性达50％左右,其NRPS基因簇与Myxococcus xanthus肠杆菌素NRPS基因的蛋白序列相似性达到41％,暗示此基因簇可能是新颖的抗生素生物合成基因簇。
尝试把该PKS/NRPS基因簇在链霉菌中进行了异源表达:1)该黏粒中的单加氧酶基因在大肠杆菌中进行了超量表达,得到了66kD的可溶性融合蛋白；2)构建了可用于抗生素生物合成基因簇异源表达的新链霉菌宿主；3)对该黏粒进行了改造后导入链霉菌宿主,并整合到其染色体上,获得了可用于该基因簇异源表达研究的接合转移子。
本文分别从可培养和未培养两条途径研究了深海环境中的放线菌多样性和潜在的抗生素生物合成基因。选择性分离获得的放线菌菌株涵盖的种属多样性丰富；对深海沉积物宏基因组文库分离的PKS/NRPS基因簇进行了异源表达研究,确立了构建大肠杆菌一链霉菌穿梭表达载体的技术路线,为深海潜在的抗生素生物合成基因资源的利用奠定了坚实的基础。
深海放线菌;宏基因组文库;抗生素;生物合成;异源表达;海洋天然活性产物
国家海洋局第三海洋研究所
硕士
海洋生物学
徐俊
2008
中文
Q178.533;Q939.132
103
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）