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目前发现的链霉菌的不同种(主要来自土壤)产生了自然界约一半的抗生素和生理活性物质。已报道的抗生素生物合成基因簇一般由染色体编码，少数定位在大的线型质粒上(如SCP1和pSLA-2)。上世纪60年代以来，从链霉菌中被重复发现的抗生素竟高达90-95％，筛选得到有价值的抗生素比率逐年减少。植物内生菌由于其独特的生境以及与植物长期的协同进化，产生与植物类似或其它特殊的活性物质。本实验通过分离中国传统中草药青蒿的内生链霉菌，研究其生态、内源质粒特性及其编码的抗生素生物合成基因簇。具体如下： 本实验采集8个不同来源青蒿植株，分离到内生链霉菌共103株。通过初步的发酵提取和HPLC检测，在分离的青蒿内生链霉菌中未检测到青蒿素或其类似物。抑菌实验显示61.2％的青蒿内生链霉菌对白色念珠菌具有很好的抑菌活性，同时11.7％的菌株对金黄色葡萄球菌也有抑制作用。 利用脉冲电泳检测青蒿内生链霉菌的线型质粒，在37株菌中检测到线型质粒，占总数的38.9％。用链霉菌编码保守端粒蛋白(Tap和Tpg)的基因设计引物和PCR验证，提示这些线型质粒的新型端粒的比例在19％左右。以Ⅰ型聚酮合成酶(PKS)保守区为探针杂交，22株菌中有12个线型质粒检测到阳性条带，占54.5％。测序分析线型质粒中基因分布，绝大多数质粒的必需基因分布在质粒两端，而中央全部排列着PKS相关基因簇。其中pC18、pC12、pW50L1、pWSL1、pW64L1的PKS基因簇有很高的同源性。从链霉菌T3中分离到大约为600 kb的质粒pT3，测序分析其复制基因位于质粒中心，而抗生素基因簇位于两旁。该质粒含有两个PKS基因簇和两个NRPS基因簇。同源比对分析这两个PKS基因簇，分别与大环内酯类泰乐菌素和安莎类利福霉素基因簇类似。 另外，在测序的线型质粒中pW64和pT3上都检测到CRISPR序列，这被认为是原核生物的一种免疫防御机制。本实验室线型质粒pSHK上检测到更为完整的cRISPR序列。为了验证链霉菌线型质粒上CRISPR的功能，本实验设计原生质体转化、接合转移和噬菌体侵染等实验。但是，与其它微生物中的CRISPR功能不同的是，线型质粒pSHK上的CRISPR/cas位点没有检测到预期的对导入的噬菌体和质粒的抑制活性。 利用改良的碱性溶菌法检测青蒿内生链霉菌的内源环型质粒，从14株菌中检测到环型质粒，其中有6株菌的质粒在75-110 kb。前人研究链霉菌环型质粒都在40 kb以下，本实验通过重组克隆大的环型质粒进行测序，深入研究大环型质粒的特性。pCQ3、pCQ4都是85 kb左右的环型质粒，序列分析含有一簇完整的噬菌体相关基因，与已证实的噬菌体溶源质粒pZL12有很高的同源性。侵染实验证实这一假设，pCQ3、pCQ4可以自发裂解为有活性的噬菌体。同时pCQ3在裂解过程中低频形成两种噬菌体突变体。另外对质粒pCQ3的复制区研究中，检测到该质粒共存着两套复制子。另一个测序的环型质粒pCQ6为75169bp，ORF分析该质粒同时存在链霉菌接合转移Tra系统和类似大肠杆菌接合转移Ⅳ型分泌系统(T4SS)。这是首次在链霉菌中发现新的接合转移体系。 这些实验结果表明青蒿植株中分离的青蒿内生链霉菌含有丰富的内源线型和环型质粒，其大的线型质粒上常常携带了抗生素生物合成基因簇，而大的环型质粒上携带了溶源性噬菌体和新的T4SS接合转移基因等重要基因，暗示青蒿植物内生链霉菌可能是新型抗生素和功能基因的重要来源。一些环型质粒之间、线型质粒之间具有高的相似性，提示这些不同来源的青蒿内生链霉菌及其质粒和功能基因的具有进化的亲缘关系，提供了好的材料。