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链霉菌作为抗生素产生菌，在工业生产中具有重要的价值，因此对链霉菌进行遗传和代谢改造具有重要意义。链霉菌与其生存的环境进行着广泛的信息交流，通过感应环境中的信号分子，调节自身生理行为。对链霉菌信号通路的研究，不仅可以揭示链霉菌响应环境信号的机理，还有助于认识控制链霉菌复杂表型的调控机制。链霉菌调控网路中，包含了丰富的调控元件，对其调控机制的认识，可以为链霉菌遗传和代谢工程改造提供理论指导和工具。 γ-丁酸内酯(γ-butyrolaction，GBL)信号分子介导了链霉菌种内细胞间的生理代谢调控，GBL受体作为该信号途径的基础执行者被广为研究。近年来研究发现，抗生素在亚抑菌浓度还具有信号分子的功能。在模式菌天蓝色链霉菌中，GBL受体ScbR和抗生素受体ScbR2蛋白序列高度同源，分别结合不同的小分子配体，且表现出不同的突变表型。实验室前期工作发现，ScbR2作为非典型角蒽环类抗生素的受体，可感应外源抗生素杰多霉素B浓度变化影响天蓝色链霉菌的不同表型。为系统研究受体ScbR和ScbR2在天蓝色链霉菌中介导的信号调控网络，我们利用ChIP-seq技术并结合转录组芯片数据，寻找ScbR和ScbR2在全基因组上的结合位点，分别鉴定出144和491个结合区域。通过EMSA实验在体外证实ScbR和ScbR2分别可以结合在13个和42个启动子区，且ScbR2可以结合所有ScbR结合的序列。作为全局性调控蛋白，ScbR和ScbR2既可以发挥转录阻遏又可以发挥转录激活功能;它们调控了天蓝色链霉菌的各种生理过程，包括初级代谢，次级代谢，营养利用和压力应激等反应，它们调控的最主要生理功能是内源抗生素的合成。根据前人报道和新发现的调控关系，建立了ScbR和ScbR2介导的调控通路，局部网络和前馈回路，这些调控关系控制了天蓝色链霉菌中初级代谢和次级代谢的关键途径和复杂表型，如抗生素的合成和GBL信号分子的合成等，并介导了与其它关键调控蛋白的交叉调控，使GBL和抗生素信号分子与营养物质的利用和环境压力关联起来，也暗示了信号分子在链霉菌胞内和胞外信息交流中的重要作用。ScbR和ScbR2存在蛋白相互作用，可形成异源二聚体发挥调控作用，我们初步鉴定了sco5158为ScbR-ScbR2复合物的一个可能靶基因。 GBL受体同源蛋白在链霉菌中广泛存在，其中CprA和CprB是天蓝色链霉菌中最早鉴定出来的GBL受体同源蛋白，目前对它们的功能研究还非常有限。我们的研究发现，CprA和CprB能够直接结合在scbA启动子OA位点，阻遏scbA基因转录，且两蛋自在该位点竞争结合。它们均不能与天蓝色链霉菌GBL信号分子SCBs结合，但CprA可能结合含氮小分子，该小分子可诱导天蓝色链霉菌形态分化和抗生素合成。CprA和CprB通过直接调控adpA影响链霉菌发育分化。 目前链霉菌中常用的代谢改造元件，如背景清楚的启动子仍然很少。天蓝色链霉菌中cpk隐性基因簇途径特异性激活蛋白基因kasO的启动子（kasOp），具有HrdB识别的核心序列，在体内受ScbR和ScbR2的共同调控，表现出严谨的表达时序。我们以kasOp为改造对象，证实其为HrdB识别的启动子，通过截短去除启动子上游的ScbR和ScbR2结合的OB位点，利用随机突变去除位于-35和-10区间ScbR结合的OA位点，从启动子突变库中筛选获得活性最高的启动子kasOp*。为评价kasOp*活性，将它与链霉菌中常用的ermEp*和SF14启动子在天蓝色链霉菌，委内瑞拉链霉菌和阿维链霉菌中，进行蛋白水平和转录水平的活性比较，发现kasOp*均表现出最高的活性。将kasOp*应用于过表达act簇途径特异性激活基因actⅡ-orf4，相对于其它启动子，kasOp*使Act产量提高最显著。通过启动子工程改造，我们获得了一个可在链霉菌中广泛使用的强启动子kasOp*。