吸水链霉菌ATCC29253（Streptomyces hygroscopicus ATCC29253）可以产生4种聚酮类抗生素,包括雷帕霉素、洋橄榄叶素、尼日利亚菌素和hygrocins。其中hygrocins是一种具有抗肿瘤活性的萘醌型安莎类抗生素,是目前已知碳链长度最短的安莎类抗生素。本文除了对hygrocins生物合成基因簇进行功能分析外,还对吸水链霉菌ATCC29253中4种聚酮类抗生素代谢的相关性进行了研究。首先成功建立了在吸水链霉菌ATCC29253中发酵并检测hygrocins、雷帕霉素和洋橄榄叶素的方法。通过核心PKS基因orf17的中断证实我们所克隆的hgo基因簇确实负责hygrocins的生物合成。敲除单氧化酶基因orf23获得hygrocins的中间产物,从而证明该基因负责hygrocins碳链骨架中氧原子的加成。为了确定基因簇的边界,对两侧的orf4和orf40基因进行了敲除,发现orf4是hygrocins生物合成的必需基因,而orf40与hygrocins的生物合成无关。初步确定了hygrocins生物合成基因簇是从orf4到orf39,从而将hygrocins生物合成基因簇向上游扩展了5个基因。此外,还发现hgo基因簇中所特有的氨基酸脱羧酶基因orf12能够显著影响hygrocins的产量。通过对可能的抗性基因orf5和Lux R家族转录调控因子orf15的超量表达,成功构建了两个hygrocins的高产菌株,使抗生素的产量分别提高了60%和100%。在研究中我们还发现Mar R家族的转录调控因子orf4的敲除能够同时阻断hygrocins和雷帕霉素的合成。通过调查Orf4可能的结合位点及其上下游基因的分析,推测orf4有可能通过调控琥珀酸代谢的过程,控制抗生素合成前体物的供应,进而影响抗生素的合成。为了调查吸水链霉菌ATCC29253中4种聚酮类抗生素的生物合成途径之间的相关性,构建了这4种聚酮类抗生素核心PKS基因的敲除突变菌株,发现雷帕霉素和尼日利亚菌素的基因敲除菌株Δrap A和Δnig AI能够同时中断雷帕霉素和hygrocins的产生,表明hygrocins、雷帕霉素和尼日利亚菌素的生物合成途径之间可能存在着较为紧密的联系,很有可能存在cross-talk的现象。另一方面我们成功构建了肉色链霉菌SH121（Streptomyces carneohygroscopicus SH121）的遗传操作系统。利用单因素试验探索了热激处理、预萌发时间、供体宿主菌的类型、供受比及Mg Cl2浓度对链霉菌SH121接合转移效率的影响。并利用建立好的接合转移方法,将整合型质粒p SET152和基因敲除质粒p YZ09成功地导入链霉菌SH121,证实该方法可用于后期链霉菌SH121活性天然产物的挖掘及其相关生物合成基因簇的研究工作。