【摘 要】
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生物防治是保护环境的有效措施,并为可持续农业发展提供了主要的技术支撑。目前,绝大多数天然生防菌株存在田间施用活性不足问题,农药的大量施用仍然具有不可替代性。解决这一问题需要在了解生防菌株的活性调控机理的基础上,探讨通过人工手段提高其活性的途径。本实验选用的一株多效生防菌密旋链霉菌Streptomyces pactum Act12,该菌能抑制多种病原真菌的生长,但是抑菌机理不明。全基因组序列分析表明
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生物防治是保护环境的有效措施,并为可持续农业发展提供了主要的技术支撑。目前,绝大多数天然生防菌株存在田间施用活性不足问题,农药的大量施用仍然具有不可替代性。解决这一问题需要在了解生防菌株的活性调控机理的基础上,探讨通过人工手段提高其活性的途径。本实验选用的一株多效生防菌密旋链霉菌Streptomyces pactum Act12,该菌能抑制多种病原真菌的生长,但是抑菌机理不明。全基因组序列分析表明,Act12中蕴含着丰富的次级代谢合成基因簇。其中寡霉素合成基因簇负责合成的寡霉素具有抑制真菌生长的作用。利用生物信息学方法,挖掘寡霉素合成潜在的转录调控因子。采用接合转移、同源重组的方法,构建缺失和高表达菌株,通过抑菌试验、高效液相色谱检测、转录组分析等方法,探讨Act12抑菌活性和寡霉素产量间的关系,分析寡霉素合成的调控机制。获得如下主要结果:Act12的抑菌活性和寡霉素的合成效率之间具有显著正相关关系,寡霉素的产量越高,抑菌活性则越强。Tet R家族的转录因子7074可以通过抑制Crp家族的cf235基因的转录抑制寡霉素的合成。全局性调控因子AdpA-s可以促进寡霉素的合成,但它缺失后寡霉素的合成并不受影响。寡霉素的合成严格依赖途径特异性调控因子Lux R-2306的存在,且其核心合成酶基因的转录受到Lux R-2306的正向调控。同时,AdpA-s和Lux R-2306之间存在正向的反馈调节关系。因此,推测AdpA-s和Lux R-2306间通过正反馈作用累积Lux R-2306,大量的Lux R-2306促进寡霉素核心合成酶基因的转录,进而促进寡霉素的合成。研究初步揭示了寡霉素合成调控机制,为提高类似次级代谢产物的合成效率提供了理论参考,为提高菌株的生防效率奠定了理论基础。
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