作为菌株特异吩嗪化合物的前体,吩嗪-1,6-二羧酸(PDC)与吩嗪-1-羧酸(PCA)是核心的吩嗪化合物,不同的菌株中存在不同的吩嗪修饰基因,可以编码不同的酶,对PCA和PDC进行修饰。PDC最早在链霉菌中被分离发现,主要存在于链霉菌中,关于PDC是否存在假单胞菌中,长久以来一直有争论。PDC本身具有潜在的抗菌和抗癌症的特性,对于三种癌症细胞(MCF7,He La,HT29)有细胞毒性并同时抗革兰氏阳性菌和阴性菌,同时也作为复杂吩嗪类化合物的前体。绿针假单胞菌GP72菌株(Pseudomonas chlororaphis GP72)是本实验室从甜椒根际土壤中分离筛选得到一株具广谱抗菌活性菌株,主要产生PCA。通过对负调控基因rpe A的敲除,显著提高了PCA的产量,能够达到264.4 mg/L,突变株被命名为GP72AN。洛蒙德链霉菌S015(Streptomyces lomondensis S015)能够利用PDC为前体,合成洛蒙真菌素。在假单胞菌和链霉菌中的吩嗪合成基因簇基本一致,phzG基因负责合成PDC亦或是PCA的最终步骤。首先通过将绿针假单胞菌rpe A敲除株GP72AN中吩嗪合成基因簇中的phzG基因替换成洛蒙德链霉菌S015中吩嗪合成基因簇中的lphzG基因,在绿针假单胞菌中成功合成了PDC,构建了一株同时合成PDC与PCA的菌株。PDC的产量为77.7 mg/L,PCA的产量为133.1 mg/L。其次研究了phzG基因在PDC合成中的功能。通过对洛蒙德链霉菌S015的lphzG基因进行密码子优化以及过表达,发现lphzG基因的表达量与PDC的产量相关联。当lphzG基因的表达量相较于出发菌株下降时,菌株能够合成PDC+PCA,当lphzG基因的表达量上升时,菌株中PCA的合成比例提高。最后研究了phzA/B基因在PDC合成中的功能。将绿针假单胞菌GP72ANlphzG中的phz A基因与phz B基因替换成洛蒙德链霉菌S015中的lphz B基因,实验结果表明PDC产量显著的降低,即证明phz B是PDC合成的关键基因之一,PDC产量的降低可能是因为关键前体HHPDC的合成降低。并且当phz B的表达量相较于出发菌株下降时,菌株合成PDC+PCA。同时在GP72ANlphzG中敲除phz A基因并不影响PDC的合成,敲除以后对PDC的产量无影响。本论文首先构建了一株能够同时产生PDC和PCA的绿针假单胞菌,并且研究了phzG以及phz A/B基因对于PDC合成的影响,发现phzG与phz B的表达量与PDC的合成有关联,而phz A基因对PDC的合成并无影响,这为今后的生物合成机理研究以及在绿针假单胞菌中合成复杂吩嗪化合物奠定了基础。