普那霉素是由始旋链霉菌产生的一种链阳性菌素类抗生素,由普那霉素Ⅰ和普那霉素Ⅱ两类化合物组成。主要用于治疗由革兰氏阳性菌包括耐药菌引起的感染。抗生素的生物合成由抗性基因、结构基因及调控基因共同协调表达而完成。链霉菌具有复杂的形态分化与次级代谢,其代谢途径是由生物合成酶、一些特异的信号分子和调控蛋白所组成的网络体系,但到目前为止,仅鉴定出17个和普那霉素生物合成相关的基因,所以探寻与普那霉素生物合成相关的新基因有着巨大的空间。根据此目的,利用大肠杆菌与链霉菌接合转移技术而展开了对基因功能研究的系列工作。首先对课题组前期以与普那霉素生物合成密切相关的新基因afsk-like为探针从始旋链霉菌F618基因组文库中筛选得到含有约8kb的DNA片段上的afsk-like全长基因spy1进行基因中断实验研究。从研究结果推断该基因可能与普那霉素ⅠA生物合成正相关,而与普那霉素ⅡA生物合成负相关。由于抗生素的生物合成基因大多是呈簇存在于染色体上,所以接着对筛选到的经测序的8kb的DNA片段进行分析,获得了其上的另外4个可能与普那霉素生物合成相关基因,分别命名为spr1、spr3、spr4、spr5,同时对其进行了基因中断研究。研究结果表明这4个基因可能与普那霉素、普那霉素ⅠA及普那霉素ⅡA均为正相关。最后本文利用与普那霉素生物合成正相关性的抗性基因ptr及链霉菌强启动子ermEp*,通过对其强表达进行了分子育种研究。经过初筛及普那霉素复筛后得到一株普那霉素高产菌株P6-SP,其普那霉素、普那霉素ⅡA及普那霉素ⅠA的产量分别达到335.49mg/L.286.12 mg/L.49.37 mg/L;分别为出发菌株F618的2.29、2.56、1.41倍；并且经传代5次试验表明具有较好的遗传稳定性。