磷是生物的关键元素之一,其代谢机制的研究在农业、工业生产中有着重要的地位。相比而言,针对碳代谢和氮代谢的研究比较完整,而对磷代谢的相关研究则比较少。虽然近年来有不少学者通过磷酸转运系统来研究微生物对磷的代谢机制,然而大多集中于大肠杆菌和枯草芽孢杆菌,而对具有重要工业用途的放线菌则研究较少。因此,完善对磷代谢及其调控的研究可以帮助全面、系统地认识放线菌的代谢流网络及其协同调控。地中海拟无枝酸菌（Amycolatopsis mediterranei）属于放线菌科,在工业上被广泛用来生产利福霉素SV或者B。在工业生产中,通过优化该菌的发酵培养基（例如,向培养基中添加一定浓度的硝酸盐）可以显著提高其利福霉素的产量。然而,除了氮源之外,磷源是否参与调控该菌的利福霉素产量,目前还不太清楚。为此,本文针对地中海拟无枝酸菌的磷代谢及磷代谢与利福霉素产量之间的关系开展了详细的研究。地中海拟无枝酸菌属于稀有放线菌,经过多年的诱变育种之后,现在常用的菌株U32在生长过程中不产生孢子,这使得该菌无法利用成熟的接合转移技术来进行基因编辑。因此,实验室前期摸索了一套电击转化的方法来向该菌导入外源DNA。然而,现有的电击转化效率比较低,用于基因中断的双交换实验比较难以得到双交换突变株。因此,本文先对地中海拟无枝酸菌的电击转化条件进行了优化。首先从U32的菌龄、菌体保护剂、电压、电阻和电容五个条件进行单因素条件优化,然后利用正交实验进行优化和分析,找到了最佳条件:菌龄12 h,电压1.76 KV,电阻900Ω,电容50μF,电击后菌体复壮4 h,涂布在含有0.25 μl/ml食用大豆油的本氏培养基上进行培养。该条件可以使U32的电转化效率提高100倍左右,达到3.6*104个转化子/μg质粒。利用建立的电转化体系对磷酸转运基因簇pstSCAB进行了基因中断,获得了pstS的基因突变株ΔpstS;并通过回补获得了其回补菌株pstS+。利用不同的培养条件（固体、液体）研究了pstS突变对于菌体生长和磷代谢的影响,并结合电镜和荧光共聚焦显微镜核研究该基因突变对于菌体菌丝体的影响。研究发现pstS基因中断前后菌丝体聚集生长、不能伸展生长。通过蛋白磷酸化染色技术以及质谱技术,发现了中断pstS基因后U32菌株与大肠杆菌体内蛋白磷酸化的改变存在明显差异。其中,U32菌体内大多数蛋白磷酸化水平降低,而AMED3228蛋白磷酸化水平却升高。进一步通过蛋白异源表达和纯化,发现AMED3228蛋白具有在磷限制时,协同其它蛋白降低游离无机磷,从增强其它蛋白磷酸化水平的功能,其深入的机制有待进一步的认识。本文还研究了 U32中pstSCAB的转录调控,证明了pstSCAB中的四个基因是共转录的多顺反子结构。进一步利用RT-PCR技术,发现该基因簇的转录受到氮代谢全局性调控因子GlnR的正调控。通过EMSA方法证明了 GlnR与pstS启动子可以直接结合,进而采用DNase I Footprinting技术鉴定了 GlnR在pstS启动子中的具体结合位点,发现GlnR在翻译起始位点前面-97到-106和-112到-123bp处有两处保护区域。在两段保护区内,可以找出典型的GlnR结合位点序列“cctac”。因此,在地中海拟无枝酸菌中,氮代谢全局性调控因子GlnR通过直接调控磷转运重要基因簇pstSCAB的转录来正调控磷的转运。以上实验数据充分证明了在地中海拟无枝酸菌中氮代谢与磷代谢是紧密联系的,并且受到GlnR的协同调控。