灵菌红素是一种由沙雷氏菌、假单胞菌及一些放线菌产生的具有抗癌、抗疟、抗菌等作用的次级代谢产物,是一种天然红色素,具有重要的应用价值。目前对灵菌红素的研究主要集中在产生机理和灵菌红素的作用上,而对调控灵菌红素产生的基因的研究不多。为了探究产灵菌红素沙雷氏菌的特性,外界因素与调控基因对其产灵菌红素的影响,我们做了以下研究:本研究从菌种保藏中心购买菌株和实验室保藏菌株中获得15株产AG-221说明书灵菌红素的菌株。对比了不同菌株的产酶能力和抗生素抗性,比较了温度、pH、和钠盐浓度对沙雷氏菌产灵菌红素的影响。采用16S rRNA基因测序法鉴定各菌株,邻接建树将其分类并比较不同类别菌株灵菌红素合成基因簇启动子序列差异,观察各菌株产色能力。对16S rDNA序列和灵菌红素合成基因簇启动子序列均有异于其他菌株的普城沙雷氏菌ACCC 02146合成灵菌红素的调控基因展开研究。构建ACCC 02146的转座子突变体文库,筛选出产色能力明显改变的克隆子并鉴定出对应的转座子插入突变基因,为进一步研究沙雷氏菌合成灵菌红素机制奠定基础。主要研究内容和结果如下:1.脱脂牛奶法检测降解蛋白质的能力,结果显示所有菌株都有降解蛋白的能力,但降解能力均不同;降解吐温-20的方式检测降解脂肪能力,发现15株沙雷氏菌都有降解脂肪的能力;CMC-Na刚果红染色法对纤维素酶活力进行鉴定,结果显示都没有降解纤维素的能力;研究各种抗生素、温度、pH、和钠盐浓度对15株沙雷氏菌产灵菌红素的影响,结果显示卡那霉素对所有菌株产灵菌红素影响最大,氨苄霉素影响最弱;大多沙雷氏菌在27℃下灵菌红素产量最高,大多沙雷氏菌在37℃下灵菌红素产量最低;pH对15株沙雷氏菌产灵菌红素影响较微弱,但大多沙雷氏菌最佳pH为pH6,pH9条件下所有菌株产灵菌红素能力最弱;测定在0、1%、2%、3%、4%、5%六个Na盐梯度的浓度下沙雷氏菌产灵菌红素的能力,发现所有菌株最佳Na盐浓度集中在0～2%。2.用形态学观察和16S rRNA基因测序的方式进行菌株鉴定,邻接法建立系统发育树,根据菌株所处分支将其分为4类,其中三类为黏质沙雷extra-intestinal microbiome氏菌(Serratia marcescens),一类为普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica),并比较不同类别菌株灵菌红素合成基因簇启动子序列差异,观察各菌株产色能力。发现普城沙雷氏菌ACCC 02146的16S rDNA序列和灵菌红素合成基因簇启动子序列均有异于其他菌株,因此对该菌株合成灵菌红素的调控基因展开研究。3.构建了SerratiaLY294002 plymuthica ACCC 02146的转座子突变体文库,筛选出产色能力明显改变的克隆子并鉴定出对应的转座子插入突变基因。该突变体文库中有109个突变体表现出产灵菌红素能力的变化。其中38个突变体转座子插入发生在pigA、pigB、pigC、pigD和pigH 5个位于灵菌红素合成簇的基因上,71个突变体转座子插入基因为灵菌红素合成基因簇之外的基因。该突变体库的建立和相关基因的鉴定为进一步研究沙雷氏菌合成灵菌红素机制提供了方向。综上,本研究发现除了外界因素影响了沙雷氏菌合成灵菌红素的能力,灵菌红素合成基因簇外编码相关酶、转录调控因子和一些结构蛋白的基因也通过直接或间接途径在不同程度上调控了灵菌红素的合成。本研究为进一步提高灵菌红素的合成提供了理论支撑和潜在靶位点。