具土霉味的(de)(de)(de)萜類化合(he)物2-MIB（2-甲基異茨醇(chun)）和Geosmin(土腥素)被認為是引(yin)起各(ge)種淡水(shui)水(shui)體(ti)異味問題的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因。自然界中多種微生(sheng)物（主(zhu)要(yao)是藍(lan)(lan)藻、鏈霉菌(jun)和真菌(jun)等）可以通過次生(sheng)代謝合(he)成(cheng)和釋放(fang)(fang)這類化合(he)物。隨(sui)著全(quan)球富營(ying)養化的(de)(de)(de)加重，藍(lan)(lan)藻水(shui)華頻繁爆發，由此(ci)引(yin)起的(de)(de)(de)異味問題和毒素問題極大地(di)降低(di)了(le)自然和飲用水(shui)體(ti)的(de)(de)(de)安全(quan)性(xing)。作(zuo)為富營(ying)養化水(shui)體(ti)中重要(yao)的(de)(de)(de)生(sheng)物類群，藍(lan)(lan)藻和放(fang)(fang)線菌(jun)通常被認為是異味物質合(he)成(cheng)和釋放(fang)(fang)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)生(sheng)物類群。近年(nian)來，放(fang)(fang)線菌(jun)和藍(lan)(lan)藻的(de)(de)(de)Geosmin生(sheng)物合(he)成(cheng)機制、放(fang)(fang)線菌(jun)2-MIB的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)機制已(yi)經(jing)相繼被闡明，控制其合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)基因也獲得鑒定(ding)，而(er)藍(lan)(lan)藻的(de)(de)(de)2-MIB合(he)成(cheng)基因尚(shang)未克隆鑒定(ding)。在此(ci)背(bei)景下，藍(lan)(lan)藻合(he)成(cheng)2-MIB的(de)(de)(de)分子基礎引(yin)起了(le)研究者的(de)(de)(de)關注。

在中(zhong)科院水生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)研(yan)究(jiu)所李仁輝(hui)研(yan)究(jiu)員的(de)(de)指導下(xia)，博士研(yan)究(jiu)生(sheng)王(wang)中(zhong)杰等利用PCR技術成(cheng)功從兩(liang)(liang)株(zhu)產2-MIB的(de)(de)藍(lan)藻(zao)（Pseudanabaena sp.和(he)Planktothricoids raciborskii）中(zhong)克隆了2-MIB生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)合(he)成(cheng)相關(guan)(guan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)。一(yi)(yi)個SAM依賴性甲基(ji)(ji)轉(zhuan)移酶(mei)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)和(he)一(yi)(yi)個單萜環(huan)化(hua)(hua)酶(mei)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)通過連(lian)續的(de)(de)兩(liang)(liang)步催(cui)化(hua)(hua)將前體物(wu)(wu)(wu)(wu)GPP（geranyl pyrophosohate）轉(zhuan)化(hua)(hua)為2-MIB：GPP的(de)(de)甲基(ji)(ji)化(hua)(hua)和(he)隨后的(de)(de)環(huan)化(hua)(hua)反應(ying)。這兩(liang)(liang)個基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)位于兩(liang)(liang)個預測的(de)(de)環(huan)化(hua)(hua)核苷酸(suan)結合(he)蛋白基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)（Crp-Fnr調控家(jia)族）之間并(bing)與這兩(liang)(liang)個基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)形(xing)成(cheng)了一(yi)(yi)個操縱子結構。序(xu)列相似(si)性分析(xi)表明，藍(lan)藻(zao)和(he)放線(xian)菌的(de)(de)2-MIB相關(guan)(guan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)具有(you)相對(dui)較高(gao)(gao)的(de)(de)相似(si)度和(he)同源性。不同生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)類群單萜環(huan)化(hua)(hua)酶(mei)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)motif位點的(de)(de)比(bi)較和(he)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)排列順序(xu)比(bi)較的(de)(de)結果顯示，2-MIB相關(guan)(guan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)在進化(hua)(hua)過程中(zhong)可(ke)能發(fa)生(sheng)了基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)間的(de)(de)重(zhong)組。系統分析(xi)表明，藍(lan)藻(zao)的(de)(de)2-MIB基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)可(ke)能來(lai)源于放線(xian)菌，但是在進化(hua)(hua)的(de)(de)過程中(zhong)形(xing)成(cheng)了不同的(de)(de)進化(hua)(hua)路線(xian)。基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)表達結果顯示，光照強度是2-MIB轉(zhuan)錄調節的(de)(de)一(yi)(yi)個關(guan)(guan)鍵的(de)(de)環(huan)境因(yin)(yin)(yin)(yin)子，低光強促進基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)轉(zhuan)錄而高(gao)(gao)光強抑(yi)制轉(zhuan)錄。在藍(lan)藻(zao)中(zhong)克隆2-MIB合(he)成(cheng)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)將有(you)利于其異味物(wu)(wu)(wu)(wu)質形(xing)成(cheng)的(de)(de)研(yan)究(jiu)和(he)分子監測、預警方法的(de)(de)建(jian)立。

該研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)得到了國(guo)家(jia)基(ji)礎研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)973計(ji)劃，國(guo)家(jia)重大科技水專(zhuan)項和(he)中(zhong)科院“百人計(ji)劃”等項目的資(zi)助。

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