一株Solexa测序的假单胞菌抗逆性基因的研究

恶臭假单胞菌是环境中广泛分布的一类能够降解多种有机污染物的细菌，也是具有很好抗逆性的微生物。本申请将在课题组前期对可耐受高浓度有机溶剂菌株Pseudomonas putida B6-2利用Solexa技术进行全基因组测序和注释的基础上，以该微生物的有机溶剂耐受性基因为研究核心，通过克隆该菌株的多种抗逆性基因（簇），研究各基因（簇）在有机溶剂、抗生素和重金属离子胁迫条件下的表达情况，验证各基因（簇）的功能，发掘新的抗逆性基因资源，寻找具有复合抗逆性功能的基因，初步探索这三种抗性作用之间的联系。为抗逆性基因资源在特殊反应条件的生物修复以及生物催化等领域中的进一步应用打下基础。

现已进按照原计划开展了相关的研究工作，目前各项工作进展顺利，项目原定各项目标已经顺利完成，取得了一系列研究进展。按照项目的研究计划对菌株Pseudomonas putida. B6-2的基因组进行了拼接和分析，发现该基因组共含有6,239,598个碱基，是目前完成测序的恶臭假单胞菌菌中最大的，含有多个芳香族化合物代谢的基因簇，并且其中的水杨酸和联苯代谢基因分布在一个大小约为120 kbp的基因组岛（GI-bp）上面，除此之外还具有30个编码外排泵基因簇的序列，多个抗药基因；对菌株Pseudomonas putida B6-2的抗逆性进行了实验验证，发现该菌株可以在含有20%以上的对二甲苯的有机溶剂中生长，能够耐受多种类型的抗生素，以及耐受高浓度的铬、镉、铅等重金属；对其中的卡那霉素和氨苄抗性基因进行了敲出验证，发现敲除后的菌株耐药的能力有大幅度下降，接着又对多套外排泵基因簇进行了缺失验证，发现与抗生素抗性和有机溶剂耐受性有相关性，并进一步研究发现外排泵调节蛋白对有机溶剂耐受和抗药性的也具有很大的影响；除此之外，我们还对另一株抗逆性比较强的鞘氨醇杆菌Sphingobium yanoikuyae XLDN2-5的咔唑降解基因簇进行了研究，发现IS6100序列与咔唑降解基因紧密相连，说明咔唑降解基因可能是通过基因水平转移到XLDN2-5中的，插入序列IS6100起了非常重要的作用；验证了该菌株中的类胡萝卜素合成基因簇，发现类胡萝卜素类化合物对该菌株的强抗逆性具有很大的贡献，它们能够消除菌株在降解杂环化合物过程中产生的自由基，有助于提高菌株对抗病原体及恶劣环境的能力。上述研究成果已经发表SCI论文11篇（PLoS ONE, Bioresour. Technol., J. Bacteriol.），获得授权专利1项（ZL 2010 1 0203344.4），还有一部分数据正在整理发表，有望在更好的期刊上发表。