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农用抗生素武夷菌素(Wuyiencin)是一种广谱、高效、低毒的核苷类农用抗生素,它对农作物的白粉病、番茄叶霉病、番茄灰霉病等真菌病害有良好的防治效果。目前武夷菌素产生菌经过诱变、原生质体融合等技术的改造后,其效价已经大幅度的提高,但仍不能满足大规模生产的要求。因此鉴定、分离和克隆武夷菌素产生菌表达产物和调控相关的功能基因,并通过基因改良的方式进行武夷菌素产生菌分子定向育种,来提高武夷菌素的效价及产量变得非常重要。
分离鉴定抗生素合成相关基因的传统策略有突变与互补基因分离、表达文库免疫筛选分离、基因组文库筛选及抗性基因连锁标记的分离等,上述几种克隆抗生素合成基因的策略都需要构建大片段基因组文库,如λ噬菌体文库、Cosmid文库、Fosmid文库、YAC文库、BAC文库等。BAC文库与其他几种文库相比具有容量适中、稳定性好、嵌合率低、容易分离等特点。成功构建BAC文库是鉴定、分离和克隆武夷菌素合成相关基因的基础。
1.本实验测定了武夷菌素产生菌CK-15菌株的16SrDNA序列并构建系统发育树,分析后得出:CK-15菌株与小白链霉菌(Streptomycesalbulus)的16SrDNA相似性高达99.5%,明确武夷菌素产生菌CK-15菌株为小白链霉菌,暂定为小白链霉菌武夷变种(Streptomycesalbulusvar.wuyiensis)。
2.以武夷菌素产生菌CK-15菌株为材料,参照ZhangHB.和MargheritaS.等的BAC文库构建方法,并作了一些改进,建立了一套高效的武夷菌素产生菌BAC文库构建技术体系。体系包括高分子量DNA获得、部分酶切最佳条件的确定、片段大小选择的方法、高效的连接转化体系等。
3.利用所建立的高效BAC文库构建技术体系,以pCC1BAC为载体,构建了基因组覆盖率6.45倍的小白链霉菌武夷变种CK-15BAC文库,这是国内外首次构建小白链霉菌武夷变种进行BAC文库。小白链霉菌武夷变种CK-15菌株BAC文库包含462个BAC克隆,随机挑取20个白色克隆进行NotI酶切分析表明文库克降的平均插入大小为121kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.85%。关于BAC文库阳性克隆的筛选及进一步研究还需要在日后的工作中完成。
CK-15BAC文库的构建为开展武夷菌素产生菌重要性状基因的图位克隆、物理作图、基因组测序、功能基因研究等应用,提供了重要基因组资源,为使用基因工程手段对武夷菌素产生菌进行分子定向育种奠定了基础。