【摘 要】
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冠菌素(coronatine,COR)是丁香假单胞菌某些致病变种产生的次生代谢物,其结构和功能与茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)相似,能够提高植物抗逆性、诱导次生代谢、抑制发芽、促进器官脱落等,作为一种新型植物生长调节剂应用前景可观。目前COR主要依靠微生物发酵法生产,现有野生菌株产量低,种质资源有待进一步发掘,其合成调控网络的研究也不够全面透彻,制约了 COR产量的进一步提升。本研究通过
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冠菌素(coronatine,COR)是丁香假单胞菌某些致病变种产生的次生代谢物,其结构和功能与茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)相似,能够提高植物抗逆性、诱导次生代谢、抑制发芽、促进器官脱落等,作为一种新型植物生长调节剂应用前景可观。目前COR主要依靠微生物发酵法生产,现有野生菌株产量低,种质资源有待进一步发掘,其合成调控网络的研究也不够全面透彻,制约了 COR产量的进一步提升。本研究通过野生菌的分离试图发掘新的COR生产野生菌资源,通过Tn5诱变获得突变群体,对产量变异显著的诱变株进行插入基因定位,初步探究诱变基因与COR合成的关系,为后续基因工程改造提供依据。本研究还克隆了冠烷酸(CMA)合成基因,构建了能合成COR合成前体CMA的酵母异源表达系统,探索COR生产的新模式。本研究还考察了 COR在水中的降解特性,为COR的生产、贮存及田间应用提供科学指导与参考。主要研究结果如下:1.根据COR合成关键基因corS、corR设计特异性引物及PCR程序,将该方法应用于分离的104株野生菌初筛,发现2株野生菌(7号和18号)能扩增出850 bp (corS)和450 bp (corR)的目标条带,HPLC检测其COR产量分别为6.5 mg/L和2.1 mg/L。2.利用Tn5转座对COR生产野生菌Pseudomonas.syringae pv. tomato DC3000进行诱变,通过随机PCR和基因组重测序方法成功定位了 19株COR产量变异显著突变株的插入位点,发现多个对COR生物合成具有重要调控作用的基因如PSPTO2603、PSPTO 2737、PSPTO 0367、PSPTO1081 等,其中 PSPTO 2603、PSPTO2737 基因突变导致COR无法合成。3.运用合成生物学方法,构建含有完整CMA合成基因的酵母表达系统,使得重组酵母成功合成COR合成前体CMA,产量达到6.1 mg/L。4. COR对温度和pH具有良好的耐受性;COR对可见光稳定,对紫外敏感,紫外光照射下,COR半衰期仅为61.9h; COR对氧化剂反应敏感,室温下3%H2O2处理12h,COR降解75%。
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