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背景:β-内酰胺类抗生素的长期广泛使用导致了大量耐药菌株的产生,而这些耐药菌的主要耐药机制是产生β-内酰胺酶,使β-内酰胺类抗生素降解失活。克拉维酸作为一种广谱β-内酰胺酶抑制剂已广泛应用于临床治疗β-内酰胺类抗生素耐药菌的感染。克拉维酸的主要生产菌株为棒状链霉菌。目前关于棒状链霉菌中初级代谢和次级代谢与克拉维酸合成之间的调控机制尚未十分明朗。目的:(1)发现棒状链霉菌中调控克拉维酸合成的调控基因;(2)阐明新发现调控基因的调控功能和调控途径。方法:采用同源重组双交换法构建调控基因的敲除突变株。同时采用固体发酵的生物活性检测法和液体发酵的HPLC法检测突变菌株的克拉维酸产量变化情况,从而发现调控CA合成的调控基因。随后,采用液体发酵分析、转录组比较分析和RT-qPCR分析调控基因的调控功能,采用ChIP-seq和EMSA等技术分析调控基因的靶基因。结果:(1)双组份信号传导系统基因orf1717/1718敲除可显著影响克拉维酸的生物合成,且在不同发酵条件下影响结果不同。(2)转录组及RT-qPCR分析显示△1717/1718菌株的脂肪酸降解、精氨酸合成及氧化磷酸化的多种初级代谢途径和克拉维酸合成等次级代谢途径基因的表达水平发生显著变化。(3)ChIP-seq显示ORF1717可在体内结合克拉维酸合成相关基因的转录调控区域,如SCN_RS01115、SCN_RS21190、SCN_RS24630(脂肪酸降解途径的基因),cyp450和claR(克拉维酸基因簇的基因),SCN_RS06875(谷氨酸合成途径基因),SCN_RS05510(糖酵解途径基因)和SCN_RS02260(γ-丁内酯合成基因)等。结论:(1)orf1717/1718参与调控棒状链霉菌克拉维酸的生物合成调控。(2)ORF1717可通过γ-丁内酯途径间接调控克拉维酸合成。(3)在高溶氧发酵条件下ORF1717可抑制精氨酸合成,抑制碳代谢(包括脂肪酸降解,丙酮酸代谢,氧化磷酸化等)活动,同时负调控claR基因表达。