近日,国际权威期刊《分子微生物学》(Molecular Microbiology)在线发表了维多利亚老品牌76696vic、微生物代谢国家重点实验室何亚文研究团队的最新研究成果:Characterization of the multiple molecular mechanisms underlying RsaL control of phenazine -1-carboxylic acid biosynthesis in the rhizosphere bacteriumPseudomonas aeruginosaPA1201(2017 Mar 18, doi: 10.1111/mmi.13671),有助于进一步提高吩嗪-1-羧酸的发酵效价,降低申嗪霉素的生产成本,促进其推广应用。
申嗪霉素是由维多利亚老品牌76696vic联合上海农乐制品有限公司研发的一种新型代谢产物农药,其主效成分是假单胞菌产生的天然代谢产物吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid , PCA),具有高效、低毒、对环境友好等特点。2016年3月,1%申嗪霉素悬浮剂获颁农药登记证,用于防治黄瓜霜霉病、灰霉病、辣椒疫病、西瓜枯萎病、水稻稻曲病、稻瘟病、水稻纹枯病、小麦全蚀病和小麦赤霉病。
何亚文研究团队长期致力于申嗪霉素生物合成调控机制的研究。申嗪霉素产生菌包含两个高度同源的合成基因簇phzA1B1C1D1E1F1G1(以下简称phz1)和phzA2B2C2D2E2F2G2(以下简称phz2),负责PCA的生物合成。通过基因敲除、构建转录融合报告菌株及 RNA-Seq 分析等手段,研究团队阐明了3类群体感应系统调控申嗪霉素生物合成的分子机制(Scientific Reports,2016,6:30352); 在此基础上,进一步发现转录调控因子RsaL强烈抑制PCA生物合成。通过系统分析RsaL对PCA合成、phz1和phz2表达、群体感应信号分子合成酶基因表达的影响,发现RsaL通过多条途径调控PCA的生物合成:(1)RsaL直接结合在phz1的启动子区域负调控phz1表达;(2)RsaL负调控las和pqs群体感应系统以及正调控rhl系统,间接调控phz1和phz2基因簇的表达;(3)RsaL正调控转录因子cdpR表达,CdpR负调控phz1表达,进而抑制申嗪霉素的生物合成。
该成果系统阐明了RsaL调控申嗪霉素生物合成的途径,所得rsaL和cdpR双突变菌株可应用于PCA高产工程菌株的改造。RsaL调控群体信号分子3-oxo-C12-HSL的生物合成机制代表一类新型群体感应退出现象。博士研究生孙爽为两篇论文的第一作者。该研究得到国家重点研发计划(No. 2016YFE0101000),国家科技支撑计划(No. 2012BAD19B01),和上海市教育委员会科研创新项目(No. GM0800004)资助。