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nsdA基因(negative regulator of streptomyces differentiation)是一个在链霉菌基因组中广泛存在的全局性负调控因子，天蓝色链霉菌的nsdA基因中断菌株能够提前且超量产生放线紫红素、钙依赖抗生素和次甲基霉素，同时产孢量也相应增多；阿维链霉菌NRRL8165的nsdA基因中断菌株的阿维菌素产量较出发菌株提高3-5倍。orfX基因是2003年在阿维链霉菌中发现的一个调控基因，研究发现含DrfX基因的DNA片段转化变铅青链霉菌TK21后能显著提高放线紫红素和十一烷基灵菌红素的产量；用多拷贝质粒构建包含orfX基因的DNA片段的重组质粒，转化阿维链霉菌后显著提高了阿维菌素的产量。过去对这两个基因的研究工作均以原始菌株为材料，只是从理论上研究这两个基因的作用机制，未在工业菌株中应用。本研究的目的是研究nsdA基因中断和Drfx基因整合表达对阿维链霉菌次级代谢的影响，探究它们在链霉菌工业育种中的作用。
本研究采用了PCR介导的基因置换技术构建nsdA基因中断菌株。合成一对长度分别为58，59nt的引物，其5’端的39nt序列分别与nsdA基因两侧同源，3’端则分别与安普霉素抗性标记盒(aac(3)IV+oriT)两侧序列一致。以该引物扩增的PCR产物电转化能表达kRed重组酶且含有目标质粒的Escherichia.coli菌株BW2511.3/plJ790/pBIB0501.，获得了阳性重组质粒pBIB0502，将该质粒中的约4.5kbBglⅡ酶切片段插入基因置换载体pHL212，再接合转移至阿维链霉菌BIB9903，筛选得到表型为.ApraThio的接合子BIB3009，PCR验证nsdA基因已被正确中断。YMS平板培养显示，BIB3009的产孢量较出发菌株明显减少，色素产量也明显降低。发酵分析以及HPLC分析显示，Bm3009的发酵液中菌丝量较出发菌株有所减少，阿维菌素产量大幅降低，为出发菌株的1/4-1/5，产量只有296μg/mL。
本研究根据GeneBank公布的阿维链霉菌基因组中预测的Drfx基因序列(NP-828520.1)设计PCR引物P1、P2，以BIB9903总DNA为模板扩增DrfX基因，以pIJ8600为出发质粒，构建了含红霉素抗性基因启动子(ermEP*)和orfx结构基因的重组质粒pBIB827。通过接合转移将pBIB827导入阿维菌素的工业菌株BIB9903中，经PCR验证得到重组菌株BIB0827。YMS平板培养显示，BIB0827的产孢量较出发菌株明显增多，色素产量有所减少。发酵分析以及HPLC分析显示，BIB0827的发酵液中菌丝量较出发菌株有所增加，阿维菌素产量大幅提高，为出发菌株的2.5倍，产量达到3357μg/mL。传代稳定性实验证明，BIB0827传代10代后依然稳定，在工业生产上有较大的应用价值。