基于序列宏基因组学技术的土壤II型聚酮合酶 KS α 基因的挖掘

目的本文旨在挖掘土壤微生物宏基因组（environmental DNA，eDNA）中的Ⅱ型聚酮化合物酮基合成酶基因（ketosynthase alpha，KSα），并依据获得的KSα基因与化合物结构的关系初步预测其所在基因簇可能合成的Ⅱ型聚酮化合物种类。 方法利用Ⅱ型聚酮合酶基因KSα保守区域设计简并引物筛选珠穆朗玛峰及峨眉山土壤宏基因组文库，对筛选得到的KSα基因片段进行测序，并与已知Ⅱ型聚酮化合物KSα基因、孢子色素基因的氨基酸序列用邻接法构建系统发生树，以大肠杆菌的fabB基因作为系统发生树的外群。 结果总共筛选得到28个珠峰文库来源的KSα基因，11个峨眉山文库来源的KSα基因。将这些KSα基因的氨基酸序列与34种编码已知Ⅱ型聚酮化合物KSα基因和5种聚酮化合物孢子色素KSα基因的氨基酸序列构建系统发生树，结果显示许多eDNA来源的KSα基因与已知聚酮化合物的KSα基因的氨基酸序列相似性较低，并且除在不同Ⅱ型聚酮结构类型对应的KSα基因分支中均有分布外，有些eDNA来源KSα基因在系统发生树中形成了独立的一个分支。 结论利用宏基因组学方法可以获得新的KSα基因，通过新基因与已知KSα基因的同源比对，可以预测新基因所合成化合物的新颖性，为新化合物的发现奠定基础。