随着临床耐药菌和新型致病菌的出现,发现具有新结构和新作用机制的抗生素成为迫切需求。溶杆菌是一类前期开发相对较少的富含次级代谢途径的微生物类群。多环大环内酰胺类化合物（PoTeMs）具有新颖复杂的化学结构和多样的生物活性,在农业防治和医药方面应用前景良好。因此,对溶杆菌新颖次级代谢途径的深入挖掘,以及基于“核心基因”的新PoTeMs定向发现,将有望获得新活性天然产物。本论文围绕新天然产物的定向发现开展了以下三方面工作:1.溶杆菌DSM 3655中新颖聚酮/非核糖体肽类化合物（PKS/NRPS）lysohexaenetides的定向发现与生物合成。通过对溶杆菌DSM 3655中新颖PKS/NRPS基因簇BGC9异源表达突变株S001-BGC9的扩大发酵和产物分离,发现了 2个新颖的PKS/NRPS类化合物lysohexaenetides A（1）和B（2）。此外,基于基因敲除实验,提出了 lysohexaenetides的生物合成途径,但是聚酮链起始羧基的形成机制仍有待阐明。其中,负责lysohexaenetides多不饱和聚酮链合成的单模块PKS是细菌单Ⅰ型PKS迭代使用的新例子。2.产酶溶杆菌SR10中新型环脂肽octabacins的定向挖掘。通过对产酶溶杆菌SR10的生物信息学分析,定位了一个新颖的NRPS基因簇。通过对前期构建的突变株SR10AHSAF和SR10ΔHSAFΔotb9发酵产物的追踪分离,获得4个结构新颖的环脂肽类化合物octabacins A-D（3-6）,并推测了可能的生物合成途径。生物活性测定发现octabacins对革兰氏阳性的枯草杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好抗菌活性。3.披发糖多孢菌DSM 44795中新PoTeM类化合物sahamide A的定向发现。本研究通过对新PoTeMs基因簇sah异源表达菌株SR111-PoTeMsah的扩大发酵和产物分离,首次发现了具有氧化修饰的5元单环PoTeM类化合物sahamide A（7）。Sahamide A（7）对根茎瓜果腐烂菌表现出微弱的抗菌活性。此外,根据sahamide A（7）的化学结构,我们推测sah基因簇中的细胞色素P450酶催化了鸟氨酸C-3的羟基化修饰,而此前报道的PoTeMs相关P450酶仅能催化聚酮部分的氧化修饰。综上所述,我们通过以基因序列为指导的定向挖掘策略,获得了7个新活性化合物,并推测了生物合成途径。本研究表明利用“途径重构-异源表达”策略,不仅可以有效地开展溶杆菌新天然产物的挖掘,而且也适用于新PoTeMs的定向发现,为相关研究提供了借鉴。