粘细菌是一类具有复杂多细胞社会学行为的革兰氏阴性单细胞滑动细菌，能够合成多种具有抗肿瘤、抗真菌、抗细菌、免疫调节等生物活性的天然产物。　　 黄色粘球菌(Myxococcusxanthus，M.xanthus)DK1622是研究粘细菌多细胞群体行为以及遗传与进化的陆生模式菌株，属于孢囊杆菌亚目的粘球菌属，不含内源性质粒，染色体为一条环状双链DNA，基因组序列全长为9.14Mb左右。其多细胞群体行为主要表现为双运动系统支配的滑行运动、子实体发育及粘孢子形成、自然环境中的群体捕食行为等。　　 纤维堆囊菌（Sorangiumcellulosum）属于堆囊菌亚目的堆囊菌属，具有迄今为止发表的最大的原核生物基因组，是粘细菌中次级代谢产物数量最多、种类最为丰富的一个菌种。合成的次级代谢产物几乎占所有已发现粘细菌种类的一半，且几乎100％的菌株都具有合成生物学活性物质的能力。　　 埃博霉素(epothilone)即是纤维堆囊菌产生的一类大环内酯类聚酮化合物，具有促微管聚合活性，是继紫杉醇之后发现的作用于微管的抗肿瘤化合物中最令人兴奋的研究热点之一，是极具潜力的抗癌药物。但是由于纤维堆囊菌自身存在着代时长(16h)、遗传操作体系不成熟及遗传背景不清晰等限制性因素，它的研究要远远落后于其它药源微生物，埃博霉素的生物发酵也难以实现工业化生产。为了解决这个难题，研究人员尝试对埃博霉素进行了异源宿主表达，大肠杆菌、链霉菌、粘球菌因其代时短、遗传背景清晰以及具有合成产物所需的底物和辅助酶等特点，常被当做埃博霉素的异源表达载体。而作为异源表达的合适的“底盘”细胞，应具有精简、健壮的基因组结构，即“最小”基因组，从而最大程度的降低噪声干扰，从而提高所设计系统的可控性和可操作性。　　 最小基因组是指在最适宜条件下维持细胞生长繁殖所必需的最小数目的基因，因此最小基因组研究的核心是确定基因的必需性。根据基因必需性的信息，可以采取“自上而下，top-down”的策略对现有的基因组进行有目的的精简，删除非必需的基因组片段。其中，用于研究必需基因的方法主要有比较基因组学、大规模基因失活实验以及基于代谢网络的预测方法等。而在基因组精简研究方面，目前的研究方法主要有基于自杀质粒的同源重组方法、基于线性DNA的同源重组方法、基于位点特异性重组酶的方法和基于转座子的方法等。　　 基于以上的研究背景和思路，为了能够实现埃博霉素类化合物合成酶基因簇在粘细菌中的高效表达，我们尝试用合成生物学最小基因组的理论方法来构建适于次级代谢产物表达的粘细菌底盘生物。　　 首先，为了寻找DK1622基因组的非必需基因，我们通过生物信息学手段依次对DK1622基因组进行了比较基因组学分析，水平转移而来的基因组岛的预测以及次级代谢产物合成基因簇的预测等分析。其中，通过比较基因组学的方法确定的黄色粘球菌DK1622的共有基因为:与另外两种粘球菌(HW-1、124B02)比较，三者共有的基因数为5223个，占整个DK1622基因组的71.4％;与另外的10种粘细菌基因组(M.fulvusHW-1，M.fulvus124B02，S.cellulosumSo0157-2,S.cellulosumSoce56,S.aurantiacaDW4/3-1,HaliangiumochraceumDSM14365,Anaeromyxobactersp.Fw109-5,Anaeromyxobactersp.K,Anaeromyxobacterdehalogenans2CP-C,Anaeromyxobacterdehalogenans2CP-1)比较，11种粘细菌共有的基因数为955个，占整个DK1622基因组的12.03％。通过生物信息学软件IslandViewer和IslandPath，我们在DK1622基因组中预测得到了19个通过水平转移而来的基因组岛，约占DK1622基因组全长的4.5％（李霞硕士完成）。通过生物信息学次级代谢产物合成相关基因簇预测软件antiSMASH，我们在DK1622基因组中预测得到了22个次级代谢产物合成相关基因簇，片段大小总长度为1，283，071bp，约占DK1622基因组全长的14％。　　 随后，为了进一步确定预测得到的基因组岛和次级代谢产物合成基因簇是否真为黄色粘球菌DK1622的非必需基因，我们对基因组岛（李霞硕士完成）和次级代谢产物合成基因簇进行了逐个敲除，并对得到的敲除突变株的基本性质进行了分析。在确认了它们的非必需性后，我们对预测得到的基因组岛进行了连续敲除，从而对黄色粘球菌DK1622基因组进行简化，以期得到适于次级代谢产物表达的粘细菌的底盘生物。　　 其中，我们共得到了GI01-03、GI01-04双缺失突变株，GI01-03-05三缺失突变株以及GI01-03-05-16四缺失突变株。基因组缺失片段大小分别为74689bp，54842bp，98923bp，131251bp。其中，四缺失突变株GI01-03-05-16的缺失片段大小占预测得到的基因组岛总片段的34.91％，占整个DK1622基因组约1.44％。对连续敲除突变株的基本性质分析发现，连续敲除突变株的生长能力、运动能力和捕食能力相较野生菌株DK1622没有明显的变化，而子实体发育和生孢能力相较于野生菌株DK1622则有较明显变化:其中，连续敲除突变株GI01-03生孢能力约为野生菌株的23％;GI01-03-05、GI01-03-05-16的生孢能力略有降低;GI01-04的生孢能力基本不变。　　 另外，对次级代谢产物合成基因簇的必需性分析实验中，我们共得到次级代谢产物合成基因簇敲除突变株4株(S6、S9、S12、S17)，并对得到敲除突变株的基本性质进行分析发现，S6、S9、S12、S17次级代谢基因簇的敲除对菌株的生长能力相较于野生菌株DK1622来说，无明显变化，即它们的单个敲除不会使菌株致死，说明它们确实为黄色粘球菌DK1622的非必需基因，可以进行大规模基因组片段剔除来进行进一步基因组的精简。