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抗肿瘤药物安丝菌素(ansamitocins)属于大环内酰胺类抗生素,由美登素衍生。目前多种与安丝菌素相关的TDM抗体偶联分子已进入不同临床试验阶段,鉴于安丝菌素重要的药用价值和广阔的市场前景,提高安丝菌素的产量成为国内外学者的研究重点。但由微生物发酵生产安丝菌素的产量仍然很低,价格昂贵,难以满足临床需要。为充分挖掘基菌株的全基因组信息,从全基因组层面解析安丝菌素高产的原因,建立与高产相关的基因网络,高通量筛选安丝菌素高产因子库,本文考虑建立快速高效的常压室温等离子体(Atmospheric Room Temperature Plasma,ARTP)诱变体系、24深孔板微发酵和高通量生测筛选三大体系的综合研究方法。首先,以一株对安丝菌素高度敏感的线黑粉酵母(Filobasidiumuniguttulatum)为出发建立高通量生测筛选体系。对该体系进行一系列优化,最终确立高通量生测筛选体系的最佳参数:在液体摇瓶YPD培养15 h时使线黑粉酵母指示菌株处于对数生长期中期,且当摇瓶至孔板的接种量为10%时,指示菌与安丝菌素混合培养至30 h达到稳定期,可以明显观察到指示菌在0.2-0.7μg/m L安丝菌素浓度之间的生长变化,酶标仪OD600读数与安丝菌素浓度之间的标准曲线为y=0.0228x+1.8377,R~2=0.9906。以安丝菌素产量提高15%作为筛选指标,可筛选出安丝菌素的高产突变株。除此之外,对于快速高效的ARTP诱变体系的建立方面,主要对菌丝体断裂情况及ARTP照射时间进行优化,当在液体YMG培养基中培养出发菌株珍贵束丝放线菌至24 h时,菌丝体断裂状态最为明显,并利用孢子过滤器将菌丝体过滤以保证ARTP诱变菌株尽可能保证单细胞形态。且当ARTP照射时间为120 s时,菌丝体的致死率达到85.6%,可将该条件下诱变的菌株用于后期发酵筛选。经高通量生测筛选平台筛选出的两株M13、M144进行二代全基因组重测序,测序结果显示,突变株M13中共有58个突变位点、突变率为6.35×10-6,M144突变株共有51个突变位点、突变率为6.12×10-6。为便于利用全基因组关联分析(Genome-Wide Association Studies,GWAS)高效地进行安丝菌素高产因子的关联挖掘,应适当降低每株突变株内突变位点数量,确保每株高产突变株的突变位点尽可能维持在10个左右,主要考察100 W和120 W电功率条件下突变株的正突变率和致死率情况。在100 W电功率条件下,当照射时间为60 s时致死率达到81.45%、正突变率为17.71%,为最佳照射时间。经摇瓶复证后可得到四株突变株30A1、30A6、120G8和120G10,安丝菌素产量分别增加21.2%、20.8%、23.3%和34%。而在120 W电功率条件下,当照射时间为30 s时致死率为60.40%、正突变率为11.46%,为最佳照射时间。摇瓶复证后,可得到四株突变株15H5、30G12、30H9和60D3,安丝菌素产量分别增加18.1%、23.3%、18.2%和15.3%,可作为安丝菌素高产稳定突变株。最终,共得到八株安丝菌素高产稳定遗传突变株。综上,在建立起高效灵敏的高通量生测筛选体系的基础上,以初期ARTP诱变条件诱变出的两株高产突变株的二代重测序突变位点信息为指示,具体摸索ARTP诱变100 W和120 W电功率条件下突变株的正突变率和致死率情况,最终筛选得到八株安丝菌素高产稳定遗传突变株。为后期进行大规模诱变建立安丝菌素突变体库,最终从全基因组层面解析AP-3的高产原因,建立珍贵束丝放线菌的代谢网络奠定基础。