硝吡咯菌素(Pyrrolnitrin,PRN)是色氨酸衍生的有机卤代次级代谢物,具有广谱抗真菌活性,已经用于临床治疗人类皮肤真菌感染疾病。另外PRN的衍生物苯吡咯(Phenylpyrrole)被用作农业杀菌剂,抑制多种植物病原真菌包括立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、灰葡萄孢(Botrytiscinerea)等生长。普城沙雷氏菌Serratia plymuthicaG3是典型的生防菌,通过合成PRN、胞外酶等多种抗真菌代谢物抑制植物病原菌的生长。　　 本研究以S.plymuthicaG3为模式细菌,首先分子克隆并在大肠杆菌Escherichia coli中异源表达了硝吡咯菌素prnABCD基因簇。利用同源重组技术,构建了S.plymuthica的prnA基因缺失突变菌株和IPTG诱导的prnind条件突变菌株(利用lacQPtac启动子构建了prnind,不添加IPTG时是prn突变菌株;添加IPTG时是过表达菌株)。通过平板对峙及TLC检测比较野生菌株G3及其衍生菌株的硝吡咯菌素产量变化和抑菌作用;以及PRN表达水平对其它生防表型的影响。应用lux-和lacZ-报告基因融合的策略,分析了小RNARsmB对硝吡咯菌素生物合成的影响。主要研究结果如下:　　 (1)分子克隆并在大肠杆菌E.coli中异源表达了G3菌株硝吡咯菌素prnABCD基因簇(基因登录号:JF274257),表明prnABCD负责合成PRN。进一步系统进化分析发现,S.plymuthicaG3prnABCD基因与其它沙雷氏菌属Serratia_sp.AS12、Serratia_sp.AS13和S.plymuthicaAS9中prnABCD同源基因亲缘关系最密切,遗传进化距离最近。　　 (2)构建了prnA缺失突变菌株及其prnind条件突变菌株,通过平板对峙发现△prn突变体几乎完全丧失抗真菌活性,而prnind菌株在添加IPTG诱导后抗真菌活性恢复到比野生菌更强的水平;另外TLC检测发现△prn菌株几乎不合成PRN,prnind菌株在IPTG诱导条件下合成PRN的量明显多于野生型。　　 (3)通过G3/prnA::lux、△rsmB/prnA::lux的转录融合和G3/prnA::lacZ、△rsmB/prnA::lacZ的翻译融合分析,发现突变体的生物发光及β-半乳糖甘酶活性均低于野生菌,表明RsmB分别在转录和翻译水平参与正向调控PRN的生物合成,尽管调控机制还有待于进一步研究。　　 以上结果说明S.plymuthicaG3prnABCD操纵子负责关键生防因子PRN的生物合成,而且与其抑菌活性密切相关。进一步鉴定和深入了解PRN合成的新的调控因子及其调控网络,将有利于通过遗传操纵调控基因,构建PRN高产工程菌,提高菌株的生防能力以及对环境的适应性。