负调节基因nsdA在链霉菌中同源性及激活沉默抗生素合成基因簇的研究

nsdA基因是在天蓝色链霉菌中发现的抗生素合成负调控基因。以nsdA基因片段为探针，通过Southern杂交发现nsdA存在于多种链霉菌中。根据天蓝色链霉菌和阿维链霉菌的nsdA序列设计PCR引物，扩增多种链霉菌中nsdA基因并测序。发现在不同链霉菌中nsdA基因的相似性高达77％～100％。其中变铅青链霉菌与天蓝色链霉菌A3（2）的nsdA序列100％一致。变铅青链霉菌通常不合成放线紫红素，中断nsdA获得的突变菌株WQ2能够合成放线紫红素；在WQ2中重新引入野生型nsdA，又失去产抗生素能力。表明nsdA的中断可以激活变铅青链霉菌中沉默的放线紫红素生物合成基因簇的表达；nsdA的广泛存在及其序列高度保守则提示可以尝试用于这些菌种的抗生素高产育种。

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63负调控基因nsdAmgh的克隆及序列分析

nsdA(Negative regulator of Streptomyces differentiation)基因是天蓝色链霉菌中发现的与抗生素合成相关的负调控基因。根据天蓝色链霉菌A3(2)的序列设计引物扩增玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63菌株中的该基因,经测序和序列分析表明,由保守序列引物nsdA-2R和nsdA-2L克隆到的Men-myco-93-63菌株中的该基因800 bp片段与已知nsdA基因核苷酸保守区域序列同源性达到99%,由全长序列扩增引物nsdA WZ-R和nsdA WZ-L克隆到的该基因包含一个完整的开放阅读框,共编码369个氨基酸,与变铅青链霉菌和天蓝色链霉菌A3(2)中的nsdA基因的核苷酸序列同源性达到100%,氨基酸序列同源性达到99%。该全长基因命名为nsdAmgh,其在玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中的发现为阻断该负调控基因以期获得抗生素高产工程菌株提供了重要依据。

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63 nsdA_(mgh)基因的验证

玫瑰黄链霉菌(Streptomyces roseoflavus)Men-myco-93-63是分离自马铃薯疮痂病自然衰退土壤中的一株拮抗菌。该菌株及其发酵液对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)等多种重要的植物病原真菌都具有较强的抑制作用。nsdA(negative regulator of Streptomyces differentiation)基因是从天蓝色链霉菌中发现的与抗生素合成相关的负调控基因。根据天蓝色链霉菌A3(2)的序列设计引物,PCR扩增出Men-myco-93-63nsdAmgh基因,经斑点杂交法验证,nsdAmgh确实在该生防菌中存在。该基因的发现有助于进一步了解该生防菌产生抗生素调节的分子机制,也为抗生素高产菌株的获得提供了新的靶标。

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63 nsdA_(mgh)基因阻断突变株的构建

为研究从玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中克隆到的,与天蓝色链霉菌M 145中的一个重要负调控基因nsd A基因同源的nsdA_(mgh)基因的功能,本文构建了nsd A_(mgh)基因破坏型重组质粒pSRNA2500(pKC1139::1.5 kb nsdA_(mgh)::1.0 kb Km^r),转化ET12567(pUZ8002)获得接合转移供体菌ET12567(pUZ8002,pSRNA2500),通过接合转移将重组质粒导入玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中。在高温和抗生素双重筛选压力下,筛选得到表型为Am^sKm^r的nsd A_(mgh)基因阻断突变株,通过PCR、Dot bloting和Southern blotting验证了突变株中的nsdA_(mgh)基因已被正确阻断。与出发菌株相比,突变株在摇瓶水平上对棉花黄萎病菌的抑制能力提高了一倍。

利迪链霉菌nsdA基因的克隆及其阻断载体的构建

[目的]构建nsdA基因的敲除载体和表达载体,获得阳性转化子。[方法]根据GenBank中报道的天蓝色链霉菌nsdA基因序列设计引物,在利迪链霉菌产纳他霉素菌株A01、A02和G117中扩增到预期目的片段,进一步克隆nsdA基因全长序列;经BLAST比对,其核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列与天蓝色链霉菌均有较高同源性,据此判断利迪链霉菌A01、A02、G117中含有nsdA基因;进一步构建nsdA基因的敲除载体pLM103和表达载体pIBN139,转入大肠杆菌ET12567(puz8002)。[结果]nsdA基因全长序列1 407 bp,编码468个氨基酸,构建了nsdA基因的敲除载体pLM103和表达载体pIBN139。[结论]成功构建nsdA基因的敲除载体pLM103和表达载体pIBN139,并获得阳性转化子,为后续构建利迪链霉菌nsdA基因阻断突变株,以进一步探究nsdA基因在利迪链霉菌纳他霉素生物合成中的调控作用奠定了基础。