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木霉素(Trichodermin)是单端孢霉烯类化合物的一种,主要是由脐孢木霉菌(Trichoderma brevicompactum)产生,对多种植物病原真菌具有较强的抑制作用。为研究脐孢木霉菌tri基因簇中各基因与木霉素合成的关系,本研究以脐孢木霉菌0248为实验材料,进行了三个方面的研究,主要结果及结论如下:(1)克隆得到脐孢木霉菌0248的tri基因簇,全长24793 bp,其中包含7个与镰刀菌TRI基因同源的开放阅读框,经鉴定这7个开放阅读框依次为tri6、tri4、tri3、tri10、tri11、tri12、tri14基因,但是与TRI5基因同源的tri5基因并不在基因簇内。0248中的tri基因与已报道的脐孢木霉菌IBT 40841和苇状木霉(T.arundinaceum)IBT 40837中相对应的基因具有较高的同源性,三株菌中tri基因编码的蛋白同源性都在90%以上,但IBT 40841、IBT 40837和0248在tri11与tri12基因之间的间隔长度上存在明显差异。(2)利用q PCR分析基因簇中各基因在三种不同产素水平下的表达差异,结果显示:高产素培养基中,培养40 h时tri基因表达量远高于其在低产或不产素培养基中基因表达量,即tri基因簇中基因表达量与木霉素的产量呈正相关。(3)分别构建了tri3、tri11、tri4基因的敲除载体pKT3、pKT11、pKT4,以农杆菌介导的同源重组策略分别敲除tri3、tri11、tri4基因,筛选得到三个不同基因的缺失株,并分别命名为△tri3、△tri11、△tri4。△tri3转化株发酵液中木霉素含量大幅降低,根据木霉素的化学结构以及tri3基因同源性分析得出:tri3基因编码的蛋白功能是催化木霉醇的骨架C-4位置羟基的乙酰化。tri3基因的敲除对tri基因簇转录水平影响的研究表明:tri3基因敲除后对基因簇中的基因表达起到了反馈调节的作用。tri3基因敲除后,木霉素仍有少量产生,推测是由于菌内存在的乙酰转移酶同工酶在起作用。tri11基因敲除后,发酵液中木霉素的含量为零,据此我们得出tri11基因直接参与木霉素的合成,基因序列分析显示tri11基因含有P450单加氧酶家族的保守结构,推测tri11基因编码的蛋白功能为:催化EPT(12,13-epoxytrichothec-9-ene)骨架上C-4位置上的羟基化。△tri4转化株发酵液中木霉素含量为零,据此可以确定tri4基因直接参与木霉素的合成。根据苇状木霉菌中tri4基因功能推测tri4基因编码细胞色素P450单加氧酶,其功能是催化单端孢霉二烯发生3步氧化反应,生成异单端孢霉二醇。