海底青霉菌株

高温高压厌氧产青霉素

一株分离自2306米深海底煤层的青霉菌，能在高温高压厌氧条件下生长并产生广谱抗菌物质，基因组特征揭示其对极端环境的适应。

刘璇 · 王欣然 · Zhou, Fan · 薛雅蓉 · 刘常宏

BMC Genomics 2024

参数信息

青霉素产量

358 μg/mL

基因组大小

33.19 Mb

GC含量

48.84 %

编码基因数

6959

特有基因数

88

生长温度

45 °C

生长压力

35 MPa

技术优势

耐受高温高压厌氧

在45°C、35 MPa和厌氧条件下能够生长，突破了常规青霉菌对温和环境的要求，拓展了青霉菌的应用场景。

青霉素产量高

在极端条件下培养，青霉素浓度达到358 μg/mL，与现有生产菌株相当，为深海来源的抗生素生产提供了可能。

基因组适应特征明确

与8株陆源菌株相比，有88个特有基因，主要涉及青霉素和黄曲霉毒素生物合成、碳水化合物降解、病毒抗性以及三个次级代谢基因簇，DNA修复相关基因家族显著扩张。

应用场景

• 极端环境产酶：直接利用该菌株在高温高压厌氧下生产青霉素等代谢产物，无需改造环境条件。
• 深海微生物资源：该菌株源自海床下2306米，可作为深海微生物资源库中的代表性物种，用于生物勘探和新化合物发现。
• 极端微生物底盘：其基因组具有DNA修复基因家族扩张等适应特征，可作为耐高温高压厌氧的底盘细胞，用于合成生物学改造。
• 生物农药：该菌株产生青霉素等抗菌物质，具有广谱抗菌活性，可开发为生物防治剂。