利用基因组发掘技术指导链霉菌SH-62中活性天然产物的分离及鉴定

通过生物信息学分析,利用基因组发掘技术发现链霉菌SH-62基因组中至少含有37个次级代谢产物的生物合成基因簇,除了有4个基因簇分别与已知的肠道菌素、潮霉素A、尼日利亚菌素和格尔德霉素的生物合成基因簇具有高度同源性以外,其他基因簇的功能鲜见报道。在不同发酵培养基上培养链霉菌SH-62,利用高分辨率的LC-MS对发酵产物进行分析,发现链霉菌SH-62确实能够产生肠道菌素、潮霉素A和尼日利亚菌素,从而证明了基因组发掘策略确实能够指导代谢产物的分离及鉴定。     

链霉菌SH-62中肠菌素生物合成基因簇的克隆及异源表达

通过生物信息学分析,在链霉菌SH-62的基因组中发现一个Ⅱ型聚酮合酶基因簇(ents),与已报道的来源于Streptomyces maritimus的肠菌素生物合成基因簇具有高度的相似性。通过构建和筛选链霉菌SH-62的基因组细菌人工染色体(BAC)文库,克隆得到完整的ents基因簇。将ents基因簇导入白色链霉菌中进行异源表达,HPLC和LC-MS分析结果表明该基因簇负责肠菌素的生物合成,从而证实了ents基因簇的生物学功能。     

基于序列宏基因组学技术的芳香聚酮抗生素的发现

[目的]本文旨在筛选土壤微生物来源的芳香聚酮抗生素。[方法]通过宏基因组学技术,利用基于酮基合成酶基因(KSα)保守序列设计的简并引物筛选土壤宏基因组文库,获得含有芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆。对阳性克隆质粒测序并通过BLASTx同源比对分析其所包含的芳香聚酮生物合成基因簇。通过接合转移方法将基因簇整合进异源表达宿主白色链霉菌基因组中,培养发酵接合子,利用高效液相色谱技术确定克隆特异性产物并对发酵产物进行抑菌活性检测。[结果]从珠穆朗玛峰土壤宏基因组文库第493号混合文库中扩增得到了1个KSα片段ZF493,蛋白序列分析显示其与酮基合成酶同源,文库筛选得到了含有其对应芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆cos493。对cos493的测序分析显示其插入片段大小为34 kb,包括酮基合成酶基因(KSα,orf 21)、链长因子基因(KSβ,orf 20)、酰基载体蛋白基因(ACP,orf 19)、环化酶基因(CYC,orf 17和orf 18)、糖基转移酶基因(orf 12)、单加氧酶基因(orf 16)等芳香聚酮合成相关基因。ORF 21与化合物calixanthomycin A聚酮合酶的KSα有67%的相似性,ORF 20与化合物griseorhodin A的KSβ有49%的相似性。通过接合转移使含芳香聚酮合酶基因簇的cos493整合进白色链霉菌宿主基因组中。高效液相色谱分析发酵粗提物发现了2个克隆特异化合物峰,紫外光谱分析显示化合物1在223、296和420 nm处有特征吸收峰,化合物2在214、261和447 nm处有特征吸收峰,特异峰具备芳香聚酮化合物的紫外吸收特征。对发酵粗提物的抑菌活性检测发现,其对金黄色葡萄球菌有抑制作用。[结论]本研究运用基于序列的宏基因组学技术,在链霉菌宿主中表达了来源于土壤微生物的芳香聚酮合酶基因簇并产生了具有抗菌活性的化合物。     

变铅青链霉菌高效异源表达宿主SBT5的构建

以变铅青链霉菌TK24为出发菌株,依次敲除钙依赖抗生素(CDA)、放线紫红素(ACT)和十一烷基灵菌红素(RED)这3个内源抗生素的生物合成基因簇,同时在钙依赖抗生素基因簇原位整合了来自棒状链霉菌的全局性调控基因afsRScla,构建得到变铅青链霉菌菌株SBT5。将来自天蓝色链霉菌的放线紫红素生物合成基因簇导入SBT5中,接合子产生大量蓝色的放线紫红素,而出发菌株TK24只产微量蓝色抗生素;SBT5接合子的ACT产量也显著高于导入了额外act基因簇拷贝的出发菌株接合子。SBT5菌株次级代谢背景清晰,不产色素类抗生素和抗细菌抗生素,可作为高效宿主用于次级代谢产物基因簇的异源表达和筛选。     

链霉菌702抗尖孢镰刀菌次级代谢产物的分离鉴定及活性研究

从链霉菌702代谢产物中分离纯化抗尖孢镰刀菌的活性成分.以抗尖孢镰刀菌活性为导向,采用多种色谱分离技术对活性成分进行分离纯化,并对其理化性质和波谱学数据进行测定和综合解析,鉴定其化学结构.结果从链霉菌702代谢产物中分离得到1个多烯大环内酯化合物,经鉴定为制霉色基素(Fungichromin),该化合物具有显著的抗尖孢...     

链丝菌素生物合成基因簇的克隆及其异源表达

通过基因组粘粒文库的高通量接合转移、异源表达和生物活性测定,结合DNA序列测定,从刺孢吸水链霉菌AA97026中筛选具有广谱抗菌活性的小分子化合物及其生物合成基因簇,获得1个对革兰氏阳性细菌和红酵母均有抑制活性的阳性克隆1H5,其部分DNA序列与链丝菌素生物合成基因相似。含1H5的异源链霉菌宿主的发酵液均能检测到链丝菌素的不同组份,表明1H5含有完整的链丝菌素生物合成基因簇。     

井岗霉素在天蓝色链霉菌M145中的异源表达

井岗霉素对水稻纹枯病有良好的防治作用,在我国得到广泛使用。通过结合转移的方法把包含井岗霉素生物合成全基因簇的柯斯质粒9A2导入天蓝色链霉菌M145(Streotpmyces coelicolor M145)中,然后将含有导入质粒的菌株M145/9A2进行发酵,对发酵液进行生物测定的结果显示此菌株发酵液对指示菌水稻纹枯菌有抑制作用,进一步质谱检测结果表明,在天蓝色链霉菌中异源表达井岗霉素成功。     

罗中链霉菌耐碱菌株一新亚种的多相分类及基因组分析

耐碱微生物是新天然产物的重要来源,TRM49041是从新疆罗布泊地区渠沟沉积物中分离的一株耐碱菌株,可在pH8～10环境下正常生长。为探究该菌株分类学地位及代谢潜能,本研究从菌株形态特征、基因型特征、生理生化特征以及化学特征等方面对其进行鉴定,同时,对该菌株进行全基因组测序及分析。结果表明其具有链霉菌的典型特征,与罗中链霉菌相似,但又有明显区别,根据其特性确定为罗中链霉菌的新亚种,命名为罗中链霉菌耐碱亚种(Streptomyces luozhongensis subsp.alkalitolerant);其基因组全长为7 019 135 bp,共编码6 212个基因,GC含量为73.99%;通过antiSMASH预测分析,发现其中存在27个潜在的次级代谢产物生物合成基因簇,具有产生链霉素、衣霉素、星孢菌素、Ikarugamycin、JBIR-126和尼日利亚菌素的潜力,是一株新型化合物挖掘的候选菌株。菌株的鉴定及基因组分析为丰富物种资源库及次级代谢产物的深度挖掘奠定了理论基础。     

Streptomyces yanglingensis KM-1-2遗传转化体系的建立及 km790的过表达

杨凌链霉菌（Streptomyces yanglingensis）KM-1-2是从银杏种子中分离到的一株新菌，为对其次级代谢产物基因簇进行研究，需建立该菌株的遗传转化体系。通过接合转移的方法成功建立杨凌链霉菌KM-1-2的遗传转化体系，并确定最佳接合转移条件：以2CMY为接合转移培养基，孢子于50 ℃热激10 min，抗生素覆盖时间介于18~19 h，其中萘啶酮酸质量浓度为25 mg/L，安普霉素为3 mg/L，接合转移效率达 1.052×10^-5。同时，利用该转化体系，过表达KM-1-2基因组中的1个SARP转录调控因子km790。与野生型链霉菌KM-1-2相比，过表达菌株Skm790生长速率加快，产孢时间提前，对部分病原真菌的拮抗性增强，而且代谢产物图谱发生明显变化。     

硫藤黄链霉菌基因组表达文库的构建及筛选

为了探讨硫藤黄链霉菌中可能存在的次级代谢产物合成及调控机制,以链霉菌整合型质粒pJTU2554为载体,构建了硫藤黄链霉菌的基因组表达文库。以模式菌株变铅青链霉菌为异源表达宿主,通过生物活性筛选获得9株具有抑菌活性的异源表达突变菌株,同时通过PCR筛选获得多个含有聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因的克隆子。TLC及HPLC-MS分析发现6个携带有aureothin生物合成基因簇的cosmid,通过异源表达在变铅青链霉菌中成功合成聚酮类抗生素aureothin,证实文库异源表达及筛选的有效性。     

农抗链霉菌BM10菌株的初步研究

[目的]开发农用抗生素新品种。[方法]对该实验室2005年从海南霸王岭原始森林土壤中分离筛选获得的BM10生防菌株进行分类鉴定,并测定其抑菌活性。[结果]链霉菌BM10菌株的孢子丝形态、生理生化特性和细胞壁化学组分与Streptomyces albogriseus基本一致,但在菌落颜色、产黑色素和棉子糖利用等方面存在不同。BM10菌株与Streptomyces albogriseus的16SrDNA序列同源性为99.67%。[结论]初步判定BM10菌株为白浅灰链霉菌的新菌株。     

农抗链霉菌BMIO菌株的初步研究

[目的]开发农用抗生素新品种.[方法]对该实验室2005年从海南霸王岭原始森林土壤中分离筛选获得的BM10生防菌株进行分类鉴定,并测定其抑菌活性.[结果]链霉菌BM10菌株的孢子丝形态、生理生化特性和细胞壁化学组分与Streptomyces albogriseus基本一致,但在菌落颜色、产黑色素和棉子糖利用等方面存在不同.BM10菌株与Streptomyces albogriseus的16SrDNA序列同源性为99.67%.[结论]初步判定BM10菌株为白浅灰链霉菌的新菌株.     

抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库构建

实验以抗稻瘟病链霉菌JK-1的基因组DNA为材料构建了其BAC（bacterial artificial chromosome）文库。该文库共有3456个克隆,插入片段在40-100kb,平均插入片段55kb,空载率低于5%,覆盖了链霉菌基因组约17.3倍。抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库的构建,为进一步研究基因组结构及其功能基因的利用等奠定了基础。     

PCR-based screening of BAC clones of different chromosomes in Chinese cabbage

In this paper, taking SSR and functional gene sequence as the primers and the plasmid of first- and second-level pools of bacterial artificial chromosome (BAC) library as templates, the PCR method was used for specific clones of different chromosomes in Chinese cabbage. The results showed that the number of positive clones was 1?C11 per primer and the average number of clone was 3.9 by screening 19200 clones of BAC library using 12 pairs of SSR primers from 10 linkage groups individually, which were nearly consistent with about 3.4 times of genome coverage. Positive clones were acquired in chromosome Nos. 2 to 5 and 8 to 10 without screening with the positive clones in chromosome Nos. 1, 6, and 7. In addition, the primer of FLC1 functional gene of chromosome No. 10 was used for PCR screening, and two BAC clones containing FLC1 gene were acquired. Therefore, different specific BAC clones of chromosomes were taken by using SSR primer and functional gene primer. Specific clone screening of chromosomes could provide a probe for identifying the chromosome accurately. Meanwhile, the BAC library screening method was optimized, serving as an effective technical means for quick BAC clone screening.     

广西北仑河口红树林底泥放线菌多样性及其抑制甘蔗鞭黑粉菌活性分析

[目的]分析广西北仑河口红树林底泥放线菌多样性及其次级代谢产物抑制甘蔗鞭黑粉菌活性,为挖掘放线菌新物种及其新型农用杀菌剂打下基础.[方法]选取6种分离培养基,采用稀释涂布法对广西北仑河口红树林底泥样品进行分离培养,ISP2培养基纯化菌株,基于16S rRNA序列分析样品中放线菌多样性,并以牛津杯法对分离得到的菌株进行抑制甘蔗鞭黑粉菌活性测定.[结果]经排重合并和16S rRNA序列比对分析,从广西北仑河口红树林底泥中共分离得到36株放线菌,隶属于6目9科12属,链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,共有5株菌株的16S rRNA序列与标准菌株的相似性低于98.00%,可能为潜在新物种.抑菌活性测定结果表明,36株放线菌中有22株菌对甘蔗鞭黑粉菌有抑制作用,占所分离放线菌总数的61.11%.[结论]广西北仑河口红树林底泥中蕴藏着丰富的海洋放线菌资源,具有开发成新型农用生防杀菌剂的潜力.     

稻瘟菌T-DNA插入所致Pi9致病突变体的获得

利用自建稻瘟菌菌株FJ95054B T-DNA插入突变体库,筛选获得2个对水稻品种P i9致病的突变体P i9-2-8T940017401和P i9-1-2 T940032801.以T-DNA侧翼序列为探针筛选该菌株的BAC文库,得到阳性BAC克隆.     

手性磷霉素转化菌株的筛选

[目的]从土壤中筛选出能将无抑菌活性的右旋磷霉素转化为有抑菌活性的左旋磷霉素的链霉菌菌株。[方法]用平板稀释法从土样中分离链霉菌,再将获得的链霉菌接种在含有右旋磷霉素的发酵培养基中进行摇瓶培养,取上清液采用纸片法进行生物检测。[结果]通过对抑菌圈产生情况的分析,初步确认从土样中分离获得的121株链霉菌中有4株能将无抑菌活性的右旋磷霉素转化为有抑菌活性的左旋磷霉素。[结论]该研究为工业上磷霉素的转化利用提供了一定的理论基础。     

离体培养百里香精油的化学成分及抑菌活性研究(英文)

[目的]比较分析普通百里香(Thymus vulgaris L.)组培苗、种子无菌苗和实生苗中精油的化学成分及相对含量,并对精油进行抑菌试验。[方法]利用水蒸气蒸馏法提取精油,采用气质联用法并结合色谱峰面积归一化法分析比较其化学成分和相对百分含量,并用滤纸片法测定其抑菌活性。[结果]3 种样品精油共分离出 54 种化学成分,其主要化学成分相同,均含有百里香酚、对伞花烃、松油烯等,只是相对含量略有差异;抑菌试验中,3 种样品精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有明显的抑菌作用,其中对金黄色葡萄球菌的抑菌作用强于大肠杆菌。[结论]采用离体培养方式生产百里香精油是可行的,其精油的主要化学成分以及抑菌活性基本保持不变。