由于生长环境的特异性,海洋放线菌具有生产结构和活性新颖的天然产物的巨大潜力。但大部分海洋放线菌的这种潜力在正常的培养条件下是沉默的,非常不利于海洋活性天然物资源的开发和利用。根据放线菌基因组特征,要激活某种天然物的生产能力就必须激活合成该天然物的次级代谢基因簇,因此如何激活目标基因簇是海洋活性天然物开发利用领域的重要科学问题。利用放线菌底盘细胞对沉默基因簇进行异源表达是激活沉默基因簇的有效方法之一,探索一套适合海洋放线菌沉默基因簇的高效异源表达方法对海洋活性天然物资源的开发利用具有重要意义。本论文以海洋放线菌RiPP（核糖体合成和翻译后修饰多肽,ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides）类基因簇为标记来探讨高效异源表达问题。首先,探讨了基因簇拷贝数对产量的影响。采用如下研究流程:采用长程PCR方法获得海洋链霉菌HNS054中的2个RiPP基因簇BGC1和BGC2,并分别构建了游离型和整合型异源表达质粒（第二章）;将游离型质粒转入天蓝色链霉菌M512,将整合型质粒整合进天蓝色链霉菌底盘M512、M1 146、M1246、M1346、M1446和M1546中,获得异源基因簇拷贝数不同的菌株（第三章）;最后利用LC-MS方法检测RiPP产物的相对浓度。结果表明与游离型表达相比,整合表达更有利于异源基因簇的高效表达;在整合型表达中,当BGC2基因簇拷贝数增加到2个时BGC2产物的相对表达量提高了约22倍,但基因簇拷贝数增加到3个时BGC2的相对表达量不在明显提升,推测不改变其他因素的条件下,基因簇拷贝数增加对BGC2产物的提高存在一个极限。其次,研究了调控基因的过表达对产量的影响（第四章）。采用4个不同的启动子以整合或多拷贝的形式对bgc2R2进行过表达,LC-MS结果显示P5启动子调控bgc2R2基因过表达能够在一定程度上提高BGC2的合成,这表明改造调控基因的表达也是提高基因簇产量的有效方法。最后,利用CRISPR/Cas 9基因编辑技术对天蓝色链霉菌底盘进行基因组简化（第五章）。共成功敲除6个次级代谢基因簇,为构建代谢背景干净简洁的放线菌底盘打下基础。此外还尝试对BGC2异源表达菌株M/pS2进行多个基因簇敲除,其中L02基因簇的敲除使BGC2的相对表达量提高了 2倍以上。此方法的建立为其他海洋放线菌沉默基因簇的激活及产量的提高提供了一个可行的思路。综上所述,本论文从基因簇拷贝数的提高、调控基因的表达优化以及基因组简化等方面对海洋放线菌RiPP基因簇的异源表达进行了探索,并对一系列放线菌底盘细胞进行了测试,建立了从基因簇克隆、异源表达系统构建到表达产物检测的一整套实验方案,取得的实验结果和流程为后续海洋放线菌天然化合物研究奠定了坚实基础。