多粘類芽孢桿菌脂肽類抗生素合成與分泌機(jī)制研究進(jìn)展

汪城墻 戴莉 劉凱 杜秉海 丁延芹

摘要：多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）是一種常見的植物根際促生細(xì)菌，對(duì)植物具有直接或間接生防作用，已在控制農(nóng)業(yè)病害、促進(jìn)作物生長(zhǎng)等方面廣泛應(yīng)用。其可抑制植物病原菌，主要通過(guò)產(chǎn)生多粘菌素、殺鐮刀菌素等脂肽類抗生素發(fā)揮作用。關(guān)于多粘類芽孢桿菌的脂肽類抗生素合成和分泌等促生相關(guān)分子機(jī)制的研究具有重要理論和應(yīng)用價(jià)值。本研究綜述了多粘類芽孢桿菌的分子遺傳操作體系，多粘菌素和殺鐮刀菌素合成基因簇的鑒定、表達(dá)調(diào)控基因的分析和分泌機(jī)制，并從脂肽類抗生素合成和分泌機(jī)制角度展望其今后的研究趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：多粘類芽孢桿菌；植物根際促生細(xì)菌；多粘菌素；殺鐮刀菌素；分子機(jī)制；外排蛋白

中圖分類號(hào)：S476.19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2018）09-0157-07

Abstract Paenibacillus polymyxa is a common plant growth-promoting bacterium that have direct or indirect synergistic effects. It has been widely used in controlling agricultural diseases and promoting crop growth. P. polymyxa can inhibit some plant pathogens mainly through the production of polymyxin， fusaricidins and other lipopeptide antibiotics. The study on the molecular mechanisms of the lipopeptide antibiotics production and secretion in P. polymyxa has important theoretical and practical value. In this review，we summarized the molecular genetic system of P. polymyxa， and the gene cluster identification， the analysis of regulation genes and the secretion mechanisms of polymyxin and fusaricidins. At last， we proposed the prospect of the mechanism of lipopeptide antibiotics synthesis and secretion.

Keywords Paenibacillus polymyxa； Plant growth-promoting rhizobacteria； Polymyxin； Fusaricidins； Molecular mechanism； Efflux transporter

我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量化學(xué)農(nóng)藥和肥料的使用雖然增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值，同時(shí)也造成了土壤酸化板結(jié)、農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留等環(huán)境和食品健康問(wèn)題，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，開發(fā)環(huán)境友好的生物農(nóng)藥和肥料就顯得尤為重要。植物根際促生細(xì)菌（plant growth-promoting rhizobacteria， PGPR）是一類生活在植物根際土壤或附生于植物根部的可直接或間接促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物對(duì)逆境脅迫抵抗力的微生物，在生物農(nóng)藥和肥料研制和生產(chǎn)過(guò)程中具有重要價(jià)值[1，2]。

多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）是一類具有防病促生作用的PGPR，為營(yíng)兼性厭氧，可形成芽孢的低GC含量革蘭氏陽(yáng)性桿菌，廣泛存在于作物根際土壤，對(duì)多種作物土傳病害具有顯著防治效果[2]，并可誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，是微生物醫(yī)藥、微生物環(huán)境修復(fù)、微生物農(nóng)藥和肥料研發(fā)領(lǐng)域非常重要的菌種資源[3]。多粘類芽孢桿菌可產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)，如抗菌物質(zhì)、植物激素、胞外多糖、多功能水解酶等，其中，通過(guò)非核糖體肽途徑由非核糖體肽合成酶（NRPS）合成脂肽類抗生素是多粘類芽孢桿菌發(fā)揮生防功能的重要渠道之一[4-6]。截至目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了30株多粘類芽孢桿菌的基因組測(cè)序，其中有10株獲得了全基因組序列（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/？term=Paenibacillus+polymyxa），并發(fā)現(xiàn)多粘類芽孢桿菌普遍含有脂肽類抗生素的合成和分泌基因[7]。大多數(shù)多粘類芽孢桿菌主要產(chǎn)生兩種脂肽類抗生素，一類主要為多粘菌素（polymyxin）、粘菌素、環(huán)桿菌素等，只對(duì)細(xì)菌（主要是革蘭氏陰性細(xì)菌）有抑制作用；另一類為殺鐮刀菌素（fusaricidins）、多肽菌素等，對(duì)真菌和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌均有抑制活性[4-6]。限制多粘類芽孢桿菌產(chǎn)生脂肽類抗生素的因素主要有胞內(nèi)合成能力和向胞外的分泌能力。為了提高多粘類芽孢桿菌的脂肽類抗生素合成能力，大量研究已致力于培養(yǎng)條件等體外因素的優(yōu)化以及對(duì)其合成基因簇的鑒定、結(jié)構(gòu)改造[8，9]，探索其合成和分泌途徑中的分子機(jī)制。多粘類芽孢桿菌也是類芽孢桿菌屬（Paenibacillus sp.）的模式生物，對(duì)研究和解析這一類微生物的功能具有重要價(jià)值。利用多粘類芽孢桿菌作為生產(chǎn)抗生素的細(xì)胞工廠，借助合成生物學(xué)工具，也可研發(fā)和合成新型或混合型抗生素，增強(qiáng)應(yīng)用效果并提高使用安全性[10]。

本研究綜述了國(guó)內(nèi)外多粘類芽孢桿菌的分子遺傳操作體系及其兩種酯肽類抗生素產(chǎn)物多粘菌素、殺鐮刀菌素合成基因簇的鑒定、表達(dá)調(diào)控基因的分析和分泌機(jī)制的進(jìn)展，并展望了后續(xù)多粘類芽孢桿菌的分子機(jī)制研究趨勢(shì)。

1 多粘類芽孢桿菌遺傳操作體系的建立與優(yōu)化 方便高效的遺傳操作體系是研究多粘類芽孢桿菌合成和分泌脂肽類抗生素機(jī)制的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著多粘類芽孢桿菌分子機(jī)制研究的深入，不同的研究團(tuán)隊(duì)在多粘類芽孢桿菌中已建立多種分子遺傳操作體系，確保了基因功能研究和工程菌改造的可行性。

1.1 敲除體系的建立與比較分析

研究人員在多粘類芽孢桿菌中已先后構(gòu)建了多種基因敲除體系。早期，通過(guò)構(gòu)建攜帶篩選標(biāo)記（如奇霉素、四環(huán)素、卡那霉素抗性標(biāo)記等）的Cosmid或Fosmid基因組文庫(kù)，借助λ-Red重組系統(tǒng)，在多粘類芽孢桿菌中成功敲除了fusA、pmxC、pmxD和pmxE等多種基因[11-15]。Li等[8，16]進(jìn)一步借助Cre-LoxP體系在多粘類芽孢桿菌中構(gòu)建了多基因連續(xù)無(wú)痕敲除系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)細(xì)胞株內(nèi)多個(gè)基因的連續(xù)敲除。目前，多粘類芽孢桿菌中比較常用的一種簡(jiǎn)化了的基因敲除方法是應(yīng)用自殺性質(zhì)粒。Kim等[11]使用變性的自殺質(zhì)粒pGEM7Z-f+作為載體，以α-和β-淀粉酶為目標(biāo)基因，分別以氯霉素和紅霉素抗性盒作為篩選標(biāo)記，在多粘類芽孢桿菌E681菌株中成功建立了簡(jiǎn)化的基因敲除系統(tǒng)。本課題組用在革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和大腸桿菌中復(fù)制的溫敏型自殺質(zhì)粒pRN5101為載體，以pmxE和spo0A為目標(biāo)基因，以氯霉素抗性盒作為整合篩選標(biāo)記，紅霉素作為去除質(zhì)粒篩選標(biāo)記，在多粘類芽孢桿菌SC2中亦成功建立了相似的基因敲除系統(tǒng)[17，18]。

1.2 超表達(dá)體系的初步探索

目前，在多粘類芽孢桿菌中僅開展了個(gè)別基因的回補(bǔ)表達(dá)驗(yàn)證工作[8，13，17]，基因超表達(dá)體系尚不完善，還不能對(duì)基因進(jìn)行不同強(qiáng)度的精準(zhǔn)控制。Kim等曾嘗試使用大腸-枯草穿梭質(zhì)粒pHPs9 表達(dá)α-和β-淀粉酶，僅部分回補(bǔ)了α-和β-淀粉酶缺失菌株的酶活力，分析原因是啟動(dòng)子p59的啟動(dòng)效果不充分造成的[11]；隨后，Kim等優(yōu)化了回補(bǔ)方法：從質(zhì)粒pHcMc05上克隆得到1.7 kb片段，包含Pspac promoter和lacI 基因，同樣連接至質(zhì)粒pHPs9中，得到IPTG誘導(dǎo)的pHPspac附加體質(zhì)粒，成功用于E681的基因PPE00036、PPE01127、PPE01377和PPE04441的回補(bǔ)驗(yàn)證[15]。2013年，Li等[8]基于大腸-枯草穿梭質(zhì)粒pUBC19，構(gòu)建了可在多粘類芽孢桿菌SQR-21中存在的附加體質(zhì)粒，以gfp為報(bào)告基因，研究了不同長(zhǎng)度的fusA基因簇啟動(dòng)子的啟動(dòng)能力。多粘類芽孢桿菌是天然高效生產(chǎn)光學(xué)純R，R-2，3-丁二醇的微生物，相關(guān)代謝合成研究較多，使用的啟動(dòng)子（如P43啟動(dòng)子）和表達(dá)載體一般來(lái)自枯草芽孢桿菌[19]。另外，Brito等[20]發(fā)現(xiàn)三個(gè)組成型異源啟動(dòng)子Ppyk、Pgap和Ptuf在多粘類芽孢桿菌中可以有效表達(dá)。由于在多粘類芽孢桿菌中尚缺乏完善的超表達(dá)體系，本課題組基于枯草芽孢桿菌表達(dá)載體pHY300PLK，使用gfp作為報(bào)告基因，在多粘類芽孢桿菌SC2中構(gòu)建了啟動(dòng)子捕獲載體，通過(guò)對(duì)多粘類芽孢桿菌SC2的基因組文庫(kù)篩選內(nèi)源性啟動(dòng)子，旨在建立內(nèi)源啟動(dòng)子庫(kù)并完善多粘類芽孢桿菌的基因表達(dá)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)尚未發(fā)表）。

1.3 轉(zhuǎn)化方法的研究

對(duì)從自然界中分離篩選到的野生型芽孢桿菌進(jìn)行基因轉(zhuǎn)化一般比較困難，再加上外源質(zhì)粒的不相容性，嚴(yán)重限制了芽孢桿菌的基因工程改造。而多粘類芽孢桿菌可產(chǎn)生大量的胞外多糖，使基因轉(zhuǎn)化比一般的芽孢桿菌更加困難。但經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外不同研究團(tuán)隊(duì)的不懈努力，通過(guò)優(yōu)化一些芽孢桿菌的轉(zhuǎn)化方法，在多粘類芽孢桿菌中已成功建立了轉(zhuǎn)化體系，主要有電擊轉(zhuǎn)化、屬間接合轉(zhuǎn)移和堿金屬離子轉(zhuǎn)化[12， 15]。電擊轉(zhuǎn)化法廣泛應(yīng)用于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌中，是目前多粘類芽孢桿菌中使用最為廣泛的轉(zhuǎn)化方法。本課題組使用該法在多粘類芽孢桿菌SC2中實(shí)現(xiàn)了多種質(zhì)粒的較高效率轉(zhuǎn)化[17]。近來(lái)，一個(gè)簡(jiǎn)單、便宜并且高效的細(xì)菌轉(zhuǎn)化方法在多粘類芽孢桿菌中成功建立，此方法基于magnesium aminoclays結(jié)合質(zhì)粒再轉(zhuǎn)化多粘類芽孢桿菌，可以高效率地進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化[20，21]。本課題組發(fā)現(xiàn)此方法可實(shí)現(xiàn)野生型多粘類芽孢桿菌SC2的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化，具有較大的應(yīng)用前景。

2 多粘類芽孢桿菌的多粘菌素合成分子機(jī)制 多粘菌素被譽(yù)為防御革蘭氏陰性病原菌的最后防線——超級(jí)藥物，可直接裂解陰性菌細(xì)胞膜、融合內(nèi)外層膜造成滲透脅迫并能夠通過(guò)羥基自由基和氧化脅迫誘導(dǎo)細(xì)菌死亡[9，22]。近十年，大量研究集中在研發(fā)新型多粘菌素，降低副作用，提高應(yīng)用安全性方面[10]。利用多粘類芽孢桿菌作為細(xì)胞工廠，對(duì)多粘菌素的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和改造的研究也已開展多年，這為分泌途徑中跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的研究提供了多粘菌素分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

多粘菌素是由10個(gè)氨基酸組成的多肽（圖1A），第10位的氨基酸L-Thr和第4位的2，4-二氨基丁酸（L-Dab）環(huán)化形成一個(gè)七肽環(huán)，氨基端被脂肪酸修飾（FA）。肽鏈中第3、6、7位氨基酸可變[13，24]，產(chǎn)生多粘菌素A、B、C、D、E等多種類型，其中，多粘菌素B和E已廣泛應(yīng)用于臨床。多粘類芽孢桿菌具有保守的多粘菌素合成基因簇，但合成的多粘菌素類型差別較大。先后有不同的課題組對(duì)多粘類芽孢桿菌E681[24]、PKB1[13]、M-1[25]和SC2[26]等的多粘菌素合成基因簇進(jìn)行鑒定和分析，多粘菌素合成基因簇pmx（圖2A）組成為pmxA、B、C、D、E，其中pmxE、A、B三個(gè)基因直接編碼合成多粘菌素的NRPS，pmxC、D兩個(gè)基因編碼ABC型分泌蛋白[24]。多粘菌素由NRPS直接識(shí)別4種前體氨基酸L-Dab、L-Leu、L-Thr和D-Leu并連接成多肽鏈的方式合成，然后通過(guò)分泌途徑，借助于細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白出胞。NRPS是具有模塊組件的合成酶，其模塊的數(shù)量和排列順序直接對(duì)應(yīng)合成多肽的一級(jí)序列，對(duì)其模塊的分子改造亦可產(chǎn)生不同活性的多粘菌素[23， 25]。Niu等[25]證明polymyxin P是M-1菌株抑制病原菌Erwinia spp. 的成分，包括 polymyxin P1和polymyxin P2兩種組分。Shaheen等[13]鑒定了PKB1菌株的相應(yīng)NRPS合成模塊，證實(shí)其可產(chǎn)生兩種新的多粘菌素B。

多種內(nèi)源基因在多粘類芽孢桿菌合成多粘菌素過(guò)程中起到重要調(diào)控作用。多粘菌素B硫酯酶和spo0A等基因?qū)Χ嗾尘谺最終完整活性結(jié)構(gòu)的形成起到重要的正調(diào)控作用[27]；一定高濃度前體氨基酸的存在會(huì)通過(guò)抑制多粘類芽孢桿菌內(nèi)源多粘菌素E合成基因（如ectB、pmxA、pmxE等）的表達(dá)，從而抑制多粘菌素E的合成[28]；abrB轉(zhuǎn)錄因子可直接與pmxA的上游區(qū)域結(jié)合，直接抑制多粘菌素合成基因的轉(zhuǎn)錄[29]。目前，對(duì)多粘類芽孢桿菌的多粘菌素合成調(diào)控分子機(jī)制的解析，正在逐步深入開展。

3 多粘類芽孢桿菌的殺鐮刀菌素合成分子機(jī)制 多粘類芽孢桿菌主要通過(guò)產(chǎn)生殺鐮刀菌素殺除或抑制作物病原真菌（如：尖孢鐮刀菌Fusarium oxysporum、黑曲霉Aspergillus niger等）和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌（如：金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus等）[4，5]。關(guān)于多粘類芽孢桿菌的殺鐮刀菌素合成基因簇的解析、應(yīng)用和化學(xué)結(jié)構(gòu)分析研究已開展多年，現(xiàn)已明確殺鐮刀菌素的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

多粘類芽孢桿菌的殺鐮刀菌素合成基因簇比較保守，但類型卻各有不同[30，31]。殺鐮刀菌素的完整fus基因簇（圖2B）包括10個(gè)基因[8]，其NRPS由其中的fusA基因直接編碼，含有6個(gè)模塊；殺鐮刀菌素是含有6個(gè)氨基酸和一個(gè)2-胍基-3-羥基十五烷酸（GHPD）的環(huán)狀多肽類抗生素（圖1B），N端L-Thr1和C端D-Ala通過(guò)酯鍵相連成環(huán)，肽鏈中主要有3個(gè)可變位置，這些位置氨基酸殘基的不同引起抗菌活性的差異[14]。

2009年人們正式開啟了殺鐮刀菌素合成過(guò)程的分子調(diào)控機(jī)制研究[4，32]，多種基因和化合物可顯著影響多粘類芽孢桿菌的殺鐮刀菌素合成。一定濃度的金屬離子Zn2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+和Cu2+等可以顯著提高fusA基因的RNA表達(dá)量，提高殺鐮刀菌素的合成能力[33，34]。Kim等[15]對(duì)菌株E681誘變篩選，分析并證明葡糖磷酸變位酶基因pgm的失活可以提高E681的殺鐮刀菌素合成能力。而Li等[8]克隆并研究了fus基因簇的啟動(dòng)子區(qū)域，證實(shí)全局轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子abrB可以通過(guò)接合在啟動(dòng)子區(qū)域降低SQR-21的殺鐮刀菌素合成能力。Li等[35]通過(guò)在大腸桿菌中異源表達(dá)多粘類芽孢桿菌PKB1的殺鐮刀菌素合成酶的第六模塊，證實(shí)此腺苷?；Y(jié)構(gòu)域可特異性識(shí)別和激活D-Ala；PKB1的殺鐮刀菌素合成過(guò)程中，D-型氨基酸被直接激活，說(shuō)明此多肽合成酶可以直接識(shí)別 D-Ala。本課題組在研究中也發(fā)現(xiàn)，多粘類芽孢桿菌SC2的菌落分化現(xiàn)象突出，并伴隨著殺鐮刀菌素分泌量的變化，但尚不清楚多粘類芽孢桿菌的分化機(jī)制，其與脂肽類抗生素合成的相互關(guān)系也有待于進(jìn)一步驗(yàn)證[17]。

4 多粘類芽孢桿菌的脂肽類抗生素分泌機(jī)制 多粘類芽孢桿菌胞內(nèi)合成脂肽類抗生素后需要盡快排出，否則會(huì)對(duì)細(xì)胞自身造成一定損傷。多粘類芽孢桿菌屬于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌普遍含有的外排途徑有Sec分泌途徑、Tat分泌途徑、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ATP-binding cassette transporter）分泌途徑以及其它特殊途徑[37，38]。

多粘類芽孢桿菌中脂肽類抗生素外排蛋白的研究中，敲除兩個(gè)ABC型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因pmxC或pmxD，可顯著降低多粘類芽孢桿菌PKB1對(duì)多粘菌素以及殺鐮孢菌素的分泌量，pmxC比pmxD作用更顯著[13]，即證實(shí)了ABC型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)脂肽類抗生素分泌的重要作用，以及分泌過(guò)程的非專一性。本課題組對(duì)辣椒根際互作培養(yǎng)的多粘類芽孢桿菌SC2（可高產(chǎn)多粘菌素）的轉(zhuǎn)錄組測(cè)試，以及一株經(jīng)ARTP誘變獲得的不產(chǎn)多粘菌素的突變株的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，大量ABC型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)差異顯著，并和多粘菌素產(chǎn)量有很強(qiáng)的相關(guān)性，并且ABC型外排蛋白對(duì)多粘菌素的分泌起到了重要作用。在革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌中，ABC型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是分泌抗菌肽的重要膜蛋白[37]，外排型ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括兩個(gè)疏水的跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和兩個(gè)親水的核苷酸結(jié)合域（NBD）（圖3）；一般一個(gè)基因同時(shí)編碼有一個(gè)TMD和一個(gè)NBD，組合成同型二聚體形式的完整ABC外排蛋白；若兩個(gè)不同基因編碼的TMD和NBD組合，可組成異型二聚體型ABC外排蛋白[38]。我們推測(cè)，pmx基因簇中的兩個(gè)ABC分泌蛋白pmxC和pmxD組合成異型二聚體。TMDs構(gòu)成跨膜孔道，通過(guò)改變構(gòu)象識(shí)別和輸送底物，序列變異較大；而NBDs含有高度保守的序列，可定位在細(xì)胞質(zhì)膜表面，通過(guò)水解ATP提供能量行使轉(zhuǎn)運(yùn)[37]。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分泌途徑除了可轉(zhuǎn)運(yùn)抗菌肽類物質(zhì)，還可轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、多糖等多種物質(zhì)。雖然多粘類芽孢桿菌中脂肽類抗生素ABC外排蛋白的結(jié)構(gòu)尚未解析，但通過(guò)近緣ABC外排蛋白的晶體結(jié)構(gòu)[38]可推測(cè)其結(jié)構(gòu)，為研究多粘菌素的外排轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目前，對(duì)革蘭氏陰性病原菌的多粘菌素耐藥機(jī)制研究較多，外排蛋白對(duì)多粘菌素的外排作用是機(jī)制之一，如外派泵AcrAB和KpnEF在克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumoniae）的多粘菌素抗性方面具有重要作用[39]。一些針對(duì)外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的氨基酸突變工作，可以識(shí)別轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵位點(diǎn)，同時(shí)也有助于增強(qiáng)分泌能力，揭示重要分泌機(jī)制[40]，多粘菌素的跨膜分泌機(jī)制需要進(jìn)一步揭示。

5 總結(jié)與展望

近年來(lái)，多粘類芽孢桿菌除了在醫(yī)學(xué)上廣泛使用之外，作為拮抗細(xì)菌的篩選研究工作在國(guó)內(nèi)外也已取得較大進(jìn)展，是生產(chǎn)生物農(nóng)藥和生物肥料的重要菌種。其重要的生物活性成分多粘菌素和殺鐮刀菌素等脂肽類抗生素的基因簇鑒定、分子結(jié)構(gòu)解析、合成調(diào)控過(guò)程以及分泌途徑的研究，有助于增強(qiáng)多粘類芽孢桿菌的脂肽類抗生素合成和分泌能力，增強(qiáng)菌株應(yīng)用效果，為開展代謝工程與合成生物學(xué)研究及構(gòu)建高效工程菌株奠定基礎(chǔ)。目前，多粘類芽孢桿菌的脂肽類抗生素的合成調(diào)控機(jī)制尚未完全解析，如精確起始轉(zhuǎn)錄的調(diào)控因子有哪些？它們之間是如何協(xié)作的？與初級(jí)代謝合成的轉(zhuǎn)換開關(guān)是什么？合成后與跨膜分泌途徑的識(shí)別和動(dòng)力機(jī)制更有待于進(jìn)一步深入開展。尤其尚需深入鑒定多粘類芽孢桿菌分泌脂肽類抗生素的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)。同時(shí)，是否存在其他高效率的非特異性ABC外排蛋白？識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)多粘菌素過(guò)程中，ABC外排蛋白的哪些功能位點(diǎn)在起作用？另外，在多粘類芽孢桿菌和病原菌以及不同作物的互作過(guò)程中，感知外界信號(hào)的基因以及開啟脂肽類抗生素大量合成的基因通路有待于進(jìn)一步揭示。

參 考 文 獻(xiàn)：

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