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东方拟无枝酸菌是临床治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的糖肽类抗生素——万古霉素的产生菌。本文使用的东方拟无枝酸菌HCCB10007是万古霉素生产中筛选出的高产菌株。通过其基因组的测序和分析以及比较基因组分析,在深入全面了解该重要抗生素产生菌的遗传背景的基础上,理性地进行潜在生理活性代谢产物的基因组挖掘;还可通过理性化的基因改造,进一步提高重要生理活性产物的生物合成能力;也可以开发新发现的遗传物质的广泛应用;同时,对基因组指导菌种分类的科学性具有重要的意义。本论文研究工作获得了以下三方面的结果:1.东方拟无枝酸菌HCCB10007基因组测序与分析运用罗氏454测序技术完成了东方拟无枝酸菌HCCB10007的基因组精细图谱。发现东方拟无枝酸菌HCCB10007全基因组包含一个环形染色体和一个环形质粒。染色体全长8,948,591bp,GC含量为69%,预测到8121个基因,其中5518个（67.9%）为已知功能的基因。内源质粒pXL100,长度为33,499bp,GC含量为68.9%,预测到了49个基因,其中只有7个为已知功能的基因。作为同属的两株菌,东方拟无枝酸菌与地中海拟无枝酸菌享有50.3%的直系同源基因。通过两株拟无枝酸菌的比较基因组分析,确定了东方拟无枝酸菌基因组核心区和非核心区,同时发现了核心区的可塑性这一种特异特征。这一研究扩充了拟无枝酸菌属的分子遗传学背景。以放线菌化学分类为基础,在拟无枝酸菌属、链霉菌属和诺卡氏菌属中寻找了化学成分（肽聚糖、分枝菌酸、磷脂、醌）在基因组中的分子遗传证据。这一结果不仅表明将拟无枝酸菌属从两个亲缘关系近的链霉菌属和诺卡氏菌属划分出来的化学分类特征,在本质上是由它们的编码基因的分子进化水平决定的,而且也进一步提供了化学分类的科学依据,同时为基因组指导菌种分类打下了基础。预测到东方拟无枝酸菌基因组中包含了至少26个次级代谢生物合成基因簇,分别为10条NRPS生物合成途径,8条Ⅰ型PKS生物合成途径,1条Ⅱ型PKS生物合成途径,3条NRPS-PKS杂合生物合成途径,以及2条萜烯生物合成途径（tps1和tps2）,1条类胡萝卜素生物（car）合成途径和1条番茄红素（lyc）生物合成途径。全部基因簇约有552kb,占染色体的6.2%,并且这些次级代谢生物合成基因簇大部分位于染色体非核心区。2.东方拟无枝酸菌HCCB10007新次生代谢物的基因组挖掘运用RT-PCR方法,考察了 11个次级代谢生物合成基因簇的转录水平,结果显示在F1发酵培养基条件下,只有4个基因簇有转录。对其中的np2基因簇进一步分析发现,np2是一个NRPS/PKS杂合的次级代谢基因簇,其中包含一个卤化酶基因。运用基因沉默法,将该卤化酶基因敲除,通过突变株与野生菌的代谢图谱比较,发现了 一个具有促进小麦幼苗根生长作用的新次生代谢物6-氯-3-氨甲酰-吲哚。针对有转录的潜在次级代谢生物合成基因簇,基因敲除这一基因组挖掘方法能将产物与基因簇结合起来,有利于之后解答化合物的合成过程。生物信息学分析发现,nrps3基因簇可能合成嗜铁素类化合物。运用CAS固体双层平板检测法,检测到了嗜铁素的产生。此外,运用OSMAC（One Strain Many Compounds,一株菌/多种化合物）方法,发现了其它代谢产物,如血红素合成中间产物卟啉类化合物、异黄酮类化合物、鸟氨酰脂化合物,并分析了相关合成基因。3.东方拟无枝酸菌内源质粒最小复制区的鉴定和应用东方拟无枝酸菌HCCB10007生物信息分析表明,pXL100与已知的拟无枝酸菌内源质粒同源性偏低,且没有匹配到已知的同源的复制区,表明了该质粒复制区的特异性。运用酶切法,鉴定到了pXL100的最小复制区。复制区长为2830bp,包含三个开放阅读框AORIP<sub>23、AORIP24、AORIP25。以该复制子,首次构建了大肠杆菌-拟无枝酸菌穿梭质粒PLYZW7-3。该穿梭质粒能稳定存在拟无枝酸菌中,并能成功表达目的基因。这一结果表明,pLYZ7-3具有作为拟无枝酸菌分子遗传操作工具的潜力。