产酶溶杆菌OH11中转录因子LetR调控次生代谢产物HSAF合成的机制研究

摘要

产酶溶杆菌OH11(Lysobacter enzymogenes OH11)分离自辣椒根际土壤，该属细菌基因组DNA G+C％含量高、无鞭毛、有蹭性运动(Twitching motility，TM)、能分泌多种胞外水解酶和天然抗菌小分子化合物，对多种病原菌均有较强的抑制作用，生防应用前景十分广阔。HSAF(Heat-Stable Antifungal Factor)是分离自该菌的是一类结构新颖和作用方式独特的能够显著抑制真菌和卵菌生长的活性物质。HSAF的生物合成途径已经在本实验室前期研究中被阐明，但其生物合成调控机制仍不清楚。 转录因子(Transcription Factors，TFs)是一类广泛存在于细菌中，能与启动子上游的特定位点结合，从而控制目的基因转录表达的蛋白质分子。转录因子的研究有助于我们更好地了解DNA结合的蛋白种类和功能，是基因调控研究的一个关键领域。本论文以能够产生HSAF的产酶溶杆菌OH11为研究对象，旨在探索转录因子调控HSAF生物合成的机制研究。 经过基因注释，我们发现产酶溶杆菌OH11全基因组中共含有363个转录因子，共分为4个类别。本文选取螺旋-转角-螺旋(Helix Turn Helix，HTH)家族的转录因子，共构建了87个转录因子的细菌单杂交(Bacterial one-hybrid system)文库。经过筛选，最终获得了10个可以直接结合在PHSAF区(HSAF生物合成操纵子的启动子区域)的转录因子，本文分别构建了这10个转录因子基因的缺失突变株，并检测所有突变株的HSAF产量，发现1个突变株（△letR）的HSAF产量显著上升,后续的细菌单杂交和琼脂糖凝胶阻滞电泳试验(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)都证明LetR能直接结合在PHSAF区。PHSAF区DNA片段截短后进行EMSA试验进一步鉴定了一段LetR结合的核心区域。在野生型OH11中敲除letR后HSAF的产量和HSAF合成关键基因pks/nrps(lafB)的转录量显著增加，而在野生型OH11中过表达letR后，HSAF的产量和合成关键基因pks/nrps(lafB)的表达量降低。本研究不仅鉴定了一个影响HSAF产量的转录因子，而且构建了一个HSAF高产菌株(△letR)，这使我们在HSAF制药和生物防治的方向上又迈进了一步。

目录

声明

摘要

上篇 文献综述

第一章产酶溶杆菌的研究进展

1产酶溶杆菌的分类地位

2产酶溶杆菌的生物学特性

3产酶溶杆菌的生防机制

4产酶溶杆菌调控机制的研究进展

第二章转录因子的研究进展

1转录因子的概念

2转录因子的分类

3 TetR家族转录调控因子的结构

4 TetR家族转录调控因子的分布

5 TetR家族转录调控因子的功能

6转录因子的研究方法

7本文研究的目的及意义

下篇 研究内容

第一章产酶溶杆菌OH11中HSAF合成关键基因的鉴定及功能研究

1试验材料

2研究方法

3结果与分析

4讨论

第二章产酶溶杆菌OH11中转录因子LetR调控次生代谢产物HSAF合成的机制研究

1实验材料

2试验方法

3结果与分析

4讨论

参考文献

全文总结

本论文创新点

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢