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Fluostatins（FLSs，1-15）是从南海稀有放线菌Micromonospora rosaria SCSION160中分离鉴定的芳香聚酮类化合物，其具有显著的抗菌活性和中等程度抗肿瘤活性。FLSs具有新颖的6-5-6-6四环结构，及一个独特的吡啶环同系物。本论文以SCSION160为研究对象，开展了FLSs生物合成研究，取得以下结果: 1.通过基因组扫描，文库构建和筛选，及生物信息学分析克隆鉴定了FLSs生物合成基因簇。该基因簇全长40.128kb，共有32个生物合成基因，包括:6个负责聚酮链骨架形成基因;8个氧化还原酶基因;3个调控和转运基因;8个氮原子引入相关基因;7个未知功能基因。 2.利用包含完整FLSs生物合成基因簇(fls）的质粒pCSG5003，实现了fls基因簇在异源宿主中的成功表达，发现FLSs的产生受到海盐浓度的调控，在不同异源宿主中表达差异很大，从菌株Streptomyces coelicolor YF11-3/pCSG5003中分离鉴定了2个新化合物FLSL(16)、difluostatin A(17)和8个已知化合物;通过基因缺失明确了FLSs生物合成基因簇的边界;初步推导了FLSs的生物合成途径。 3.成功建立了菌株SCSIO N160的遗传操作体系，获得了27个FLSs生物合成基因的双交换缺失突变株，其中12个突变株能够累积代谢中间产物，从部分突变株中分离鉴定7个代谢中间产物，包括分离自ΔflsH的FLSB(2)，ΔflsG的dehydrorabelomycin(20),ΔflsO2的prejadomycin(21),ΔflsO5的prefluostatin(22)，ΔflsP的Y20-3(23)和Y20-6(24)，以及ΔflsH的Y23-b(28)。 4.通过体内基因灭活突变和体外生化实验，阐明了FlsO2、FlsG和FlsH的生物学功能，发现了FlsO1和FlsO5的活性:(A)加氧酶FlsO2催化底物21发生羟化和脱氢两步反应生成产物20;(B)单加氧酶FlsG催化底物20在5，6位开环，可能形成产物kinobscurinone(25)，而意外的是，在反应中添加铵盐可生成phenanthroviridone(13);(C)酰基转移酶FlsT基因缺失和回补实验推测FLSs（如:4，7/8，10）结构中的酰基侧链可能在5，6位开环的过程中引入;体外生化实验证实水解酶FlsH催化FLSs脱去酰基形成FLSC(3);还原酶(Fre)和NADH可以催化FLSC(3)中的环氧打开，形成28;部分含氯的产物(5，24)可以自发形成环氧;(D)加氧酶FlsO1通过复杂的BV反应，催化21产生结构未定的中间体30，进而转化为环醚产物31;(E)加氧酶FlsO5具有底物宽泛性，能催化22形成结构待定的氧化产物，也能催化isoprefluostatin(18)形成添加一至四个羟基的产物，包括FLSK(11)。除上述已鉴定功能的基因外，还构建了17个基因的融合表达载体，其中12个基因获得可溶性表达，为后续鉴定基因功能奠定了基础。 本研究取得的成果为利用组合生物合成开展FLSs代谢途径改造和重构获得更多的结构同系物提供了理论基础和依据。