产紫杉醇/烷真菌的筛选和聚酮合酶基因的功能性研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterpan984
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近些年来,产紫杉醇/烷真菌的筛选不断发展成为是学者们关注的热点,通过微生物发酵法生产紫杉醇的报道也层出不穷。然而,尽管微生物发酵法在一定程度上可以弥补植物提取法生产紫杉醇的某些不足,但筛选高产紫杉醇真菌始终是一个瓶颈,此外真菌生产紫杉醇途径的不稳定性也为紫杉醇的生产提出新的挑战,因此本文目的从两个方面解决真菌发酵的问题,第一,大范围采样筛选紫杉醇高产菌株,认识产紫杉醇真菌的生长环境;第二,研究产紫杉醇真菌的代谢途径,研究控制次级代谢的关键基因,从而为研究紫杉醇生产的稳定性方面打开方向。  本文选择富含产紫杉醇真菌最多的植物为材料,从全国多个可能生长产紫杉醇/烷真菌的区域采样,以提高获取此种真菌的概率,另外本文对于采取的样品进行分类处理,按根、茎、叶三部分进行分离纯化,精确定位真菌的生长位置,同时本文研究了高山上生长的植物中产紫杉醇真菌的分布情况,分别在山顶、山腰和山底的植物中进行取样分析,作为以后分离产紫杉醇真菌的借鉴。  本实验室广泛研究了产紫杉醇真菌的生存环境,从南京的松树和云南曲靖的红豆杉中分别分离筛选到一株产10-DAB和巴卡亭Ⅲ的腐生真菌NY1b和YN1a,其发酵产物经过HPLC定性定量检测,能够寻找到与10-DAB和巴卡亭Ⅲ标准品保留时间相同的物质且含量较为丰富;以及LC-MS进行精确测定,分别确定该活性物质的分子量,并与标准品进行比对,初步确定该真菌具有生产紫杉醇前体物的功能。  聚酮合酶(polyketide synthesis,PKS)是真菌次级代谢过程中聚酮化合物生物合成的关键酶。一些真菌聚酮合酶具有合成药物制剂的功能,而另一些则能够催化合成对人体健康具有巨大伤害的毒素。此外还能合成真菌毒力因子的黑色素。  本文通过定向敲除NK101中pks基因,探索所敲除基因在NK101中的作用。本实验研究了5个pks相关基因,通过根癌农杆菌介导的转化办法,分别对5个目的基因进行了定向敲除,敲除后发现pks基因确实有控制色素合成的作用,与野生型相比,敲除菌株的发酵液颜色明显变浅,同时pks基因对菌丝生长和孢子的形成也有一定的影响作用,然而pks基因的敲除对本实验室研究的发酵产物紫杉醇及其类似物的产量影响不大。
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