莫能菌素生物合成基因的转录分析

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1、莫能菌素生物合成基因的转录分析Transcriptionalanalysisofmonensinbiosyntheticgenes学科专业：制药工程研究生：汤正坤指导教师：赵广荣教授天津大学化工学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的表明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日

2、期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权表明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要莫能菌素是肉桂地链霉菌产生的一种聚醚类抗生素，用于家禽的抗球虫剂和动物的生长促进剂。莫能菌素生物合成基因簇至少包括20个基因，其中16个功能基因，1个抗性基因和3个途径特

3、异性正调控基因。本文主要从转录组测序和RT-PCR两种手段，研究莫能菌素生物合成基因的转录，分析高产的遗传机理。通过肉桂地链霉菌原始菌株的转录组测序，分析表明莫能菌素生物合成基因在原始菌株中均有转录表达。转录组测序分析表明莫能菌素生物合成基因簇共含有13个转录单元，其中1个四基因共转录单元，4个双基因共转录单元和8个单基因转录单元，其中三个调控基因分别位于不同的转录单元中且处于转录单元的末端，并预测了每个转录单元的上游启动子和转录起始、终止位点为了研究高产的机理，构建了双、三转录调控基因串联表达载体，结果表明monH-monRI、monH

4、-monRII和monRI-monRII串联过表达，均提高了莫能菌素的产量，存在协同作用，但monH-monRI-monRII串联过表达却无明显效应。对缺失菌株进行交叉互补，结果表明在monRII敲除菌种中，monRI过表达能完全恢复到monRII回补的产量，而monH过表达只能部分恢复产量，而且monH-monRI共过表达能恢复到原始菌株的产量，表明额外的monH能部分弥补monRII的缺失，而额外的monRI能完全弥补monRII的缺失。RT-PCR的转录分析，表明monH的缺失完全阻断monCII、monE的转录，monRI的缺失完

5、全阻断monD、monAX的转录，使得分别交叉互补这两个缺失菌株，不能恢复产量。在monRII缺失菌株中，monH过表达提高了monCII、monE、monT的转录，monRI过表达提高了monAX、monD的转录，使得产量得以部分或完全恢复。构建MonRI表达的大肠杆菌，纯化制备了可溶性的MonRI重组蛋白，并进行凝胶迁移实验。结果表明MonRI通过结合在monAIX、monD以及monRI-monAX基因的启动子区域来调控莫能菌素生物合成基因的转录。通过对莫能菌素生物合成基因的转录分析和调控因子之间的协同互补作用研究，为进一步提高莫能

6、菌素产量提供理论基础。关键词：莫能菌素生物合成；转录分析；途径特异性调控因子；协同作用；交叉互补作用IABSTRACTMonensin,producedbyStreptomycescinnamonensis,isapolyetherionophoreantibiotic,whichusedascoccidiostatandgrowthpromotantinpoultryandcattle.Monensinbiosyntheticgeneclstercontainsatleasttwentygenes,includingsixteenfun

7、ctiongenes,oneresistancegeneandthreepathway-specificregulatorygenes.Transcriptionalananlysisofmonensinbiosyntheticgenes,andthegeneticmechanismofhighyield,bytranscriptomesequencingandRT-PCR,werestudiedinthisarticle.ByRNAsequencingoftheoriginalstrain,analyzedthemongenestran

8、scriptionallevels,andpreictedthegeneticstructureofthemoncluster,includingthetranscriptionunits,p