1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
在现有技术条件下自然界存在的微生物99%以上未能在实验室条件下培养, 采用传统的分离培养筛选的途径寻找新的微生物生物活性物质受到局限;宏基因组是特定小生境中全部微小生物遗传物质的总和, 直接抽提环境样品中的总 dna, 利用适宜的载体克隆到替代宿主细胞中构建宏基因组文库, 通过外源基因赋予宿主细胞的新性状或基于某些已知 dna 序列筛选,寻找新的生物活性物质或基因, 极大地扩展了微生物资源的利用空间, 增加了获得新的生物活性物质的机会。
聚酮化合物是一类重要的具有生物活性的次级代谢物。
由于运用传统方法从自然界中直接筛选新型天然聚酮化合物的重现率很高, 近年来出现了很多开发新型聚酮化合物的新方法。
2. 研究的基本内容和问题
(一)研究的目标微生物活性物质筛选传统方法的基础是微生物分离,获得纯培养,其研究流程包括微生物分离纯化、大量培养、活性检测、活性物质的分离纯化直至开发利用。
这一途径被证明是行之有效的,沿着这一途径找到了许多活性物质,但重复发现率特别高。
(二)研究内容(1)土壤宏基因组文库的筛选:采用序列筛选的方法,根据ks保守序列设计引物,用pcr方法对土壤宏基因组文库进行ii型聚酮合酶基因簇的筛选,得到含有ii型聚酮合酶基因簇的单克隆。
3. 研究的方法与方案
(一)研究方法通过pcr扩增对土壤宏基因组文库进行筛选,得到的目的片段测序后,筛选得到含有目的片段的单克隆。
通过接合转移转入链霉菌宿主细胞。
然后进行发酵,摸索最优的发酵条件。
4. 研究创新点
(1)目前环境大片段 dna 的提取困难、宏基因在宿主细胞中不表达或表达量低、无法进行高通量的活性物质筛选等问题制约了宏基因组文库的实用性。
(2)宏基因组文库包含了许多环境中未能培养的微生物的基因资源,扩展了微生物资源的利用空间,增加了获得新的生物活性物质的机会。
同时,随着聚酮化合物合成机制的阐明、有关作用机制的深入研究、适合于基因操作并大规模发酵的生产宿主的寻找、基因工程技术的进一步发展,相信在不久的将来,人们定能利用环境宏碁因组文库筛选出更高价值的聚酮化合物以造福于人类。
5. 研究计划与进展
2017年11月: 室研究土壤微生物来源的聚酮化合物的分离与纯化,进行相关的准备工作,正式做实验,及时做好实验记录。
2018年3月-4月:整理数据,提交中期检查报告,撰写研究论文。
2018年5月-6月:整理结果,总结规律,重复验证,完成课题,撰写论文,答辩。
