聚醚类离子载体是放线菌产生的一类Ⅰ型聚酮类抗生素，具有抗细菌、抗真菌、抗病毒与抗肿瘤细胞等多种活性。FXJ1.172和FXJ1.264是本实验室分离自江西红壤的两株链霉菌，具有很好的次级代谢潜力，分别能产生聚醚类离子载体拉沙里菌素和醚霉素，其中FXJ1.264还能产生一类带有罕见肟化修饰的核糖体肽类产物—唑霉素。本论文以这两株链霉菌为研究对象，一方面对聚醚类产物基因簇进行鉴定，解析其生物合成途径与调控基因的作用机制，为构建高产菌株和改造基因簇获取新结构类似物奠定基础;另一方面运用基因组挖掘等技术对菌株的次级代谢潜力进行开发，以期获得新天然产物并解析唑霉素的生物合成途径。　　本研究主要内容包括：⑴FXJ1.172中的拉沙里菌素生物合成基因簇lod含有三个调控基因lodR1、lodR2与lodR3，分别编码属于TetR、MarR与LAL家族的调控蛋白。突变株ΔlodR1、ΔlodR2和ΔlodR3均无法合成拉沙里菌素，互补株ΔlodR1c、ΔlodR2c和ΔlodR3c则能完全或部分恢复拉沙里菌素的产生能力，表明lodR1，lodR2和lodR3均为拉沙里菌素生物合成的正调控基因。转录水平检测发现，lodR1与lodR2分别抑制了lodA-lodC和lodE-lodD的转录，而lodR3则激活了结构基因lodG、lodQ、lodH-lodP和lodS-lodT的转录。EMSA结果显示，LodR1与LodR2分别直接结合自身及其相邻的lodA和lodE的启动子区;拉沙里菌素可以与LodR2特异性结合，并调节后者的DNA结合能力，随着拉沙里菌素浓度上升，LodR2对lodR2-lodE基因间区的结合能力相应减弱。LodR2靶基因lodE的破坏可大幅提高拉沙里菌素的产量，表明其抑制了拉沙里菌素的生物合成。综合上述结果，我们提出lodR2-lodE介导的合成调控模型，即LodR2能根据细胞内终产物浓度变化调节lodE的转录，通过反馈抑制的方式调控拉沙里菌素的生物合成。⑵环缩肽是一类结构中部分酰胺键被酯键所替代的环肽类天然产物，由于其具有广谱生物活性近年来受到广泛关注。基因组序列分析显示FXJ1.172具有很好的次级代谢潜力，部分基因簇与skyllamycin基因簇具有相似的组成和排布顺序，很可能编码产生类似的环缩肽产物。为了激活该菌株中沉默的环缩肽基因簇，我们一方面构建突变株ΔlodS阻断主产物拉沙里菌素的生物合成，以解除可能的底物竞争;另一方面在发酵培养基中添加红壤中的特征金属元素，期望通过模拟原始分离环境特点来刺激沉默基因簇的表达。在添加适量三价铁离子的GYM培养基中，ΔlodS产生一个新的环缩肽天然产物NC-1。通过NC-1的平面结构与晶体结构解析发现，相较于skyllamycin等环缩肽，NC-1具有不同的氨基酸组成，并在肉桂酰侧链上具有新颖的环氧化修饰;生物活性测定显示其具有潜在的抗结核活性。⑶通过对FXJ1.264进行基因组测序与生物信息学分析，成功获得了可能的醚霉素生物合成基因簇etm。通过对部分关键基因的敲除和中间产物分析，完成了基因簇的鉴定和生物合成途径的推导:首先由聚酮合酶合成醚霉素的多烯前体，在此过程中先后经历EtmO的环氧化和EtmⅠ的环氧化物水解，生成基本的聚醚骨架;再经由糖基化、O-甲基化等后续修饰，最后经EtmE水解完成聚酮链释放，形成终产物。该研究为进一步改造基因簇获取新结构类似物奠定了基础。⑷微生物来源的肟化修饰天然产物非常少见。FXJ1.264产生的唑霉素是一类高度后修饰的线性核糖体肽类产物，含有罕见的肟化，以及噻唑化、恶唑化和O-甲基化等多种修饰。本研究获得并鉴定了唑霉素的生物合成基因簇;通过关键基因的敲除和中间产物解析，证明黄素依赖型单加氧酶编码基因azmF和腺苷甲硫氨酸依赖型氧甲基化酶编码基因azmE分别负责了肟化和O-甲基化修饰过程，解析了唑霉素的生物合成途径。生物活性检测显示唑霉素对部分癌细胞系具有抑制作用。我们报道了首个含有肟化修饰的核糖体肽类产物，并确定了负责其肟化和O-甲基化修饰的两个关键酶编码基因，为进一步解释相关修饰的生物催化机制和组合生物合成等研究奠定了重要基础。