论文部分内容阅读
产酶溶杆菌属于溶杆菌属、黄单胞科。菌株OH11是本实验室自主分离鉴定的一种新型生防细菌。HSAF是该菌株中报道的一种结构和作用方式全新的广谱抗真菌卵菌物质。WAP-8294A2也是该菌株中新发现的一种抗革兰氏阳性细菌的活性物质。Ax21蛋白质是黄单胞科病原细菌中新发现的一种参与致病性的小分子外泌蛋白质。该蛋白质的编码基因在病原细菌中只有一个拷贝。论文第一章内容我们主要以Stenotrophomonas maltophilia (Sm)中Ax21Sm(Smlt0387)蛋白质作为同源比对的参考序列,通过生物信息学分析,在产酶溶杆菌OH11全基因组中发现了3个Ax21Sm蛋白质的同系物,将其命名为Lsp1、Lsp2和Lsp3(Lysobacter Small Protein)。这3个蛋白质在氨基酸水平上与Ax21Sm相比分别具有44%(Lspl)、26%(Lsp2)和26%(Lsp3)的同源性。它们彼此之间也具有28%(Lsp1与Lsp2)、43%(Lsp2与Lsp3)和34%(Lsp1与Lsp3)的氨基酸序列同源性。此外,与Ax21sm相似,这3个蛋白质的N端均具有一段保守的分泌型信号肽。单独缺失这3个lsp基因,发现野生型OH11合成抗菌物质HSAF和WAP-8294A2的能力显著下降,表明这3个lsp基因均参与调控这两种抗菌物质的生物合成。对这3个基因进行组合式双突变以及三突变,共构建获得3个双基因缺失突变株和1个三基因缺失突变株。产量检测发现,参试的双基因和三基因缺失突变中HSAF和WAP-8294A2的产量均显著下降,但与单基因缺失突变株不存在明显差异,揭示这3个醛因在调控HSAF和WAP-8294A2生物合成方面不存在累积作用。实验中我们发现lsp3基因可以弥补由lsp1和lsp2基因造成的HSAF产量降低的现象,而其它基因则不具备此功能。此外,这3个lsp基因单独缺失后导致野生型OH11生长缓慢,但不改变野生型产生三种胞外酶(纤维素酶、蛋白酶和几丁质酶)的能力。本部分首次在黄单胞科生防细菌—产酶溶杆菌中同时克隆了3个Ax21的同系物,并且发现三者均具有调控次生代谢产物生物合成的功能。且lsp3基因具有弥补lsp1和lsp2造成的HSAF降低的功能。而在第二章中,我们知道聚酮类和非核糖体肽类化合物结构多样、功能强大,是天然产物的两类代表,分别由聚酮合成酶(PKS)及非核糖体肽合成酶(NRPS)合成。产酶溶杆菌作为一种新型生防菌的典型代表,对多种植物病原菌都有防治效果。此外,产酶溶杆菌还产生了一些抗生素,如抗菌类的WAP-8294A2和抗真菌的HSAF.在OH11基因组中又发现了四个新的PKS、NRPS和PKS/NRPS杂合基因簇,基因簇命名从A-D。本研究主要从这四个基因簇中选取五个PKS或NRPS基因进行缺失突变,结果显示：一个PKS(A基因簇)和一个NRPS基因(D基因簇)可以通过WAP-8294A2途径调控抗菌活性。此外,也证实了PKS、NRPS基因也参与了菌落形态的调控,但五个突变菌株抗真菌活性均不受影响,也不参与已知抗生素HSAF的生物合成。本篇研究首次证实了产酶溶杆菌未被研究的PKS和NRPS有调控次生代谢物WAP-8294A2的功能。