应用海洋学学报2024,Vol.43Issue(3) :442-450.DOI:10.3969/J.ISSN.2095-4972.20230519001

深海沉积物宏基因组中新型对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因的鉴定

Identification of novel 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase genes from the deep sea sediment metagenomes

张欢 吴科锋 刘景川 汤熙翔
应用海洋学学报2024,Vol.43Issue(3) :442-450.DOI:10.3969/J.ISSN.2095-4972.20230519001

深海沉积物宏基因组中新型对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因的鉴定

Identification of novel 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase genes from the deep sea sediment metagenomes

张欢 1吴科锋 2刘景川 3汤熙翔1
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作者信息

  • 1. 广东医科大学海洋医药研究院,广东 湛江 524023;自然资源部第三海洋研究所,福建 厦门 361005
  • 2. 广东医科大学海洋医药研究院,广东 湛江 524023;南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江),广东 湛江 524023
  • 3. 龙岩烟草工业有限责任公司,福建 龙岩 364000
  • 折叠

摘要

为采用不依赖培养的方法获取深海沉积物微生物遗传资源,利用深海沉积物DNA构建了 2个宏基因组文库,对对羟基苯丙酮酸双加氧酶(4HPPD)活性进行了筛选,并分离出 3 个克隆子.体外转座子突变和全长测序发现了两个新的 4HPPD基因和一个新的尿黑酸(HGA)代谢基因簇.克隆到pMD18-T载体中的3 个新的4HPPD基因能够在大肠杆菌中产生水溶性棕色素.该色素被鉴定为黑色素,并与 HGA 相关.结果表明,深海沉积物宏基因组含有多样性丰富的 4HPPD功能基因,可用于发现新的黑色素生物合成基因.

Abstract

To access the microbial genetic resources of deep-sea sediments by a culture-independent approach,two metagenomic libraries constructed with deep sea sediments DNA were screened for the 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase(4HPPD)activity and three positive clones were obtained.In vitro transposon mutagenesis and full-length sequencing revealed two novel 4HPPD genes and a novel homogentistic acid(HGA)metabolism gene clus-ter.Three new 4HPPD genes cloned into pMD18-T vector could produce water-soluble brown pigment in Escherichia coli.The pigment was identified to be pyomelanin and associated with HGA.Results show that the metagenomes of deep-sea sediments contain diverse 4HPPD functional genes,which can be used to find new melanin biosysthesis genes.

关键词

海洋生物学/对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因/尿黑酸/宏基因组文库/深海

Key words

marine biology/4-Hydroxylphenylpyruvate dioxygenase gene/homogentisic acid/metagenomic library/deep sea

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基金项目

亚洲海洋合作基金(99950410)

福建省科技计划项目(2021N0028)

出版年

2024
应用海洋学学报
国家海洋局第三海洋研究所 中国海洋学会 福建省海洋学会

应用海洋学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.526
ISSN:2095-4972
参考文献量32
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