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链霉菌是主要的抗生素生产菌，具有丰富的次生代谢系统和复杂的代谢调控网络。解析链霉菌的代谢调控机制，特别是抗生素合成相关的调控过程，对于深入认识该菌的生理生化特性以及工业菌株的合成生物学改造都具有重要意义。前期研究工作表明，天蓝色链霉菌中双组份系统(TCS)AfsQ1/Q2只有在特定氮源培养条件下才发挥功能，参与抗生素合成和形态分化等过程的调控。在此基础上，本研究对AfsQ1/Q2展开了更精细更全面的功能解析。 首先分析了该TCS发挥功能可能的诱导信号。在基本培养基(MM)中添加不同浓度的谷氨酸钠(Glu，1，10和75 mM)，观察对天蓝色链霉菌AfsQ1/Q2功能的影响。结果显示，在75 mM Glu培养条件下菌体生长最好，afsQ1/Q2缺失突变体(△afsQ1/Q2)呈现出最为显著的生长加快的表型；与原始株相比，突变株△afsQ1/Q2在10 mM Glu条件下，RED合成下降最明显；而在75 mM Glu时，ACT合成减少最显著。另外，afsQ1/Q2缺失还导致胞内游离Glu含量的显著下降，同时伴随着其它多种氨基酸含量不同程度的增加。提示，谷氨酸盐可能是AfsQ1/Q2的诱导信号。在信号刺激下，该TCS不仅参与抗生素合成的调控，而且还可能与氮代谢或者氨基酸代谢密切相关。 为了进一步揭示AfsQ1/Q2的调控机制，通过凝胶阻滞实验(EMSA)和DNase I足迹分析(DNase I footprinting assay)研究了AfsQ1的作用靶点及其DNA结合基序。结果显示，AfsQ1可以结合于抗生素合成途径特异性调控基因actⅡ-ORF4，redZ，cdaR启动子区域，直接参与抗生素ACT，RED以及CDA生物合成的调控；AfsQ1还可以特异性地与afsQ1-sigQ之间的基因间隔区结合，参与激活sigQ(其功能与AfsQ1/Q2相反)的表达，而不具有自身调控功能。应用DNaseⅠ footprinting结合DNA定点突变实验，精确定位了AfsQ1在actⅡ-ORF4，redZ，cdaR以及sigQ启动子区域的DNA结合基序。其中位于rPdZ，cdaR以及sigQ启动子区域的AfsQ1结合基序相当保守，并具有特征性的结构特点：长16-nt，为间隔6-nt(碱基组成多变)的两个5-nt正向重复。将己鉴定的三个保守的AfsQ1结合基序作为搜索序列，应用PREDetector软件扫描天蓝色链霉菌的全基因组序列，共预测得到172个可能的AfsQ1结合靶点。选择其中23个进行EMSA以及转录分析验证，得到17个新的AfsQ1靶基因，这些基因与该菌的形态分化、初级和次级代谢等生理过程密切相关。由此，确定了AfsQ1 regulon中保守的结合基序：GTnAC-N6-GTnAC。 进一步研究表明，AfsQ1/Q2在参与抗生素合成调控的同时，的确还参与氮代谢的调控。AfsQ1可以结合于七个氮代谢结构基因的启动子区域，但是不能与重要的氦代谢调控基因glnR和glnRⅡ的相应启动子区域结合.在以75 mM Glu为唯一氮源的基本培养基条件下，AfsQ1/Q2抑制glnA，glnⅡ以amtB和urea的转录。另外，精确定位了AfsQ1在glnA和nirB启动子区域的结合靶序列，发现AfsQ1与GlnR的结合基序存在重叠，并证实二者会竞争结合glnA与nirB基因的启动子区域。预示AfsQ1/Q2与GlnR组成一个交叉竞争的氮代谢调控网络。 综上所述，本论文对天蓝色链霉菌中AfsQ1/Q2的功能及其分子机制进行了比较深入系统的研究，解析了AfsQ1/Q2参与抗生素生物合成调控及其与G1nR交叉调控氮代谢的分子机制；鉴定了AfsQ1 regulon，发现AfsQ1/Q2可能参与更多其它重要生理过程(碳、磷代谢)的调控。这些研究结果进一步加深了人们对于链霉菌代谢调控网络的认识，同时也为工业链霉菌的代谢工程改造提供了一定的依据。