自然界中微生物基因资源丰富,但可以利用的微生物基因资源依然有限,所以利用不同技术和从不同环境中挖掘微生物资源依然非常重要：(1)从极端环境挖掘微生物资源：比如极低环境,由于要适应极端恶劣的环境,极地深海沉积物中的微生物呈现独特的形态学和生理学特征；所以极低微生物的基因资源成为人们研究和开发的新的热点；(2)利用新的生物技术研究已分离的微生物：链霉菌的基因组中含有大量的次级代谢产物基因簇,利用基因组挖掘技术开发抗生素合成基因现在也成为一种重要的研究趋势。本研究分为两个部分：第一部分对北极深海沉积物中的亚铁螯合酶基因进行了克隆和研究,内容包括：(1)对北极深海沉积物的宏基因组文库中目的克隆进行生物信息学分析前期对宏基因组文库的部分序列分析揭示一个阳性克隆子ccs24-7(JF737991)上含有编码亚铁螯合酶的开放阅读框,将此基因命名为ccs24-7-f。本研究发现：这个基因完整,可以编码一个含361个氨基酸长度的蛋白质。DNAMAN软件预测这个蛋白大小为40.98kD,蛋白质的等电点pI为8.95,系统进化树分析揭示该基因是来自于p变形菌纲的某个菌。(2)亚铁螯合酶基因的克隆和原核表达以克隆子ccs24-7(JF737991)为模板,设计基因特异性引物,扩增此功能基因。克隆到常用的表达载体pET-28a上,然后转化至大肠杆菌BL21(DE3),建立了这个基因的原核表达系统。对诱导条件进行优化,确定蛋白可溶性表达的最佳条件为温度8℃,IPTG浓度为0.25mmol/L,诱导表达24小时。接着用镍柱对蛋白纯化,最佳咪唑洗脱浓度为200mmol/L。(3)亚铁螯合酶酶活性测定首先以原卟啉和锌离子作为底物建立酶活分析系统,测得亚铁螯合酶反应的最适pH为7.6,反应的pH条件偏碱性。其最适温度是28℃,这是目前关于亚铁螯合酶的研究中酶温度最低的报道,推测可能是由于该亚铁螯合酶基因来自于北极深海的特殊环境,从而可以认为该酶是一种耐冷型酶。本文第二部分是对一株抗肿瘤抗生素(kalafungin)的产生菌进行了基因组文库构建。kalafungin能以一种新颖机制阻断多种肿瘤细胞的信号传导,但目前关于这个抗生素的生物合成研究较少。本研究通过基因组总DNA的提取、物理切割DNA、末端修复、修复后DNA的大小选择、DNA的回收、与载体的连接反应、噬菌体包装、感染大肠杆菌等步骤,建立了该菌株的基因组文库。然后随机挑取克隆提取质粒酶切以及电泳分析表明此基因组文库具有较好的多样性,平均插入片段大小为40.5kb(符合预期),这为后面继续从分子水平上对kalafungin功能基因的研究提供了有利的平台。