一株產紅色素沙雷氏菌基因表達譜差異分析

李靖宇， 張肖沖， 李艷楠， 袁存霞， 劉建利， 金 多， 馬志山

(1. 北方民族大學生物科學與工程學院， 銀川750021；2. 寧夏特殊生境微生物資源開發與利用重點實驗室， 銀川750021)

腸桿菌科沙雷氏菌屬(Serratia)細菌菌體為球狀或短桿狀，革蘭氏染色陰性，無莢膜，有鞭毛，具有運動性，兼性厭氧菌，能產生多種胞外產物，包括脂肪酶、幾丁質酶、核酸酶、蛋白酶和各種抗菌次級代謝產物，這些細菌廣泛分布于土壤、沉積物、水、植物根系、動物表面及其胃腸道等環境中[1-3]。沙雷氏菌屬包含30個種和4個亞種，其中許多成員可產生次級代謝產物，如普城沙雷氏菌(S.plymuthica)、紅色沙雷氏菌(S.rubidaea)、黏質沙雷氏菌(S.marcescens)和嗜線蟲沙雷氏菌(S.nemadiphila)可產生一種脂溶性紅色素，被鑒定為靈菌紅素，是一種具有獨特三吡咯化學結構的生物堿次級代謝產物，在環境生物修復或制藥工業中有潛在的應用價值[3-4]。與傳統的化學方法相比，利用黏質沙雷氏菌生產靈菌紅素具有經濟、環保等優點，近年來受到廣泛關注。然而，通過優化發酵參數，如培養基組成、pH值、溫度以及培養周期以提高其天然菌株靈菌紅素的產量用于商業目的仍是一個挑戰[5]。研究表明黏質沙雷氏菌在28 ℃時能有效產生靈菌紅素，在37 ℃或更高溫度時急劇減少，充分說明靈菌紅素的產生和溫度有關[6]。沙雷氏菌屬靈菌紅素的生物合成依賴于pigA-N或pigA-O組成的pig基因簇，同時受到群體感應(Quorum sensing)的調控[3,7]。

群體感應是一種基因調控系統，它是隨著種群密度的增加而受到激活[7]。在許多菌株中，色素的產生被群體感應所激活，而這種調節越來越被認為會對整體的細胞代謝產生重要影響[8]。……