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本書是一本以我國微生物基因組為主要研究材料，結合國外的相關資料，撰寫地相關著作，主要內容包括五部分。微生物基因組學的研究，跨越了微生物學科本身的廣度和深度，研究微生物基因組對認識環境中的微生物、發掘新基因起到了至關重要的作用，是目前研究十分火熱的領域，本著作的出版將對我國的微生物基因的研究和發展起到極其重要的推動作用。
作者簡介
鄧子新，1957年生，湖北房縣人，1982年畢業于華中農業大學微生物學專業，1988年在英國東英格蘭大學獲博士學位。中國科學院院士（Member，CAS）、第三世界科學院院士（Fellow，TWAS）、美國微生物科學院院士（Fellow，AAM）。上海交通大學，武漢大學教授，微生物代謝國家重點實驗室主任。中國微生物學會理事長、中國農業生物技術學會副理事長、國際工業微生物遺傳學組織專家委員會（GIM—IC）委員。國家973項目首席科學家，國家863計劃領域專家組成員；Chemistry＆Biology、Applied＆Environmental Microbiology等國內外刊物副主編或編委。長期從事微生物代謝的分子生物學研究，主攻放線菌遺傳學及抗生素生物合成的化學生物學，打開DNA硫化修飾新領域，在國內外學術刊物上發表150余篇學術論文。蟬聯2005、2006年中國高校十大科技進展，先后獲得首屆國家杰出青年科學基金（1995）、瑞典國王Baudouin獎（1996）、上海市勞動模范（2007）、全國五一勞動獎章（2008）、國家自然科學二等獎（2008）、全國先進工作者（2010）、何梁何利獎（2012）等獎項。
喻子牛，1941年生，武漢市人，教授、博士生導師，國家級專家。現任農業微生物國家重點室學術委員會副主任，農業部農業微生物資源利用重點窒學術委員會副主任，科技部重大基礎研究（973）計劃農業領域咨詢專家。1964年華中農業大學土壤農業化學系本科畢業，接著攻讀陳華癸院士的研究生，1968年被派遣到武漢微生物農藥廠工作并任工程師、車間主任，1981年調回學校先后任土壤農業化學系系主任、微生物農藥國家工程中心主任、農業部微生物產品質檢中心副主任等。六十年來一直從事蘇云金芽胞桿菌研究，先后承擔國家重點基金、863、948、國家攻關項目等，以及WHO、澳大利亞、美國杜邦公司等國內外項目50多項。獲國家科技進步二等獎和省部級獎項共12項。發表學術論文380多篇，其中SCI論文150多篇，撰寫《蘇云金桿菌WG001著、教材和譯著18部。培養了碩士、博士和博士后共180多人。開發的“基因工程殺蟲劑WG001”等5種產品轉讓到11個省生產。被評為國家科技攻關先進個人、國家引進智力先進個人、湖北省科技精英。
喻子牛，1941年生，武漢市人，教授、博士生導師，國家級專家。現任農業微生物國家重點室學術委員會副主任，農業部農業微生物資源利用重點窒學術委員會副主任，科技部重大基礎研究（973）計劃農業領域咨詢專家。1964年華中農業大學土壤農業化學系本科畢業，接著攻讀陳華癸院士的研究生，1968年被派遣到武漢微生物農藥廠工作并任工程師、車間主任，1981年調回學校先后任土壤農業化學系系主任、微生物農藥國家工程中心主任、農業部微生物產品質檢中心副主任等。六十年來一直從事蘇云金芽胞桿菌研究，先后承擔國家重點基金、863、948、國家攻關項目等，以及WHO、澳大利亞、美國杜邦公司等國內外項目50多項。獲國家科技進步二等獎和省部級獎項共12項。發表學術論文380多篇，其中SCI論文150多篇，撰寫《蘇云金桿菌WG001著、教材和譯著18部。培養了碩士、博士和博士后共180多人。開發的“基因工程殺蟲劑WG001”等5種產品轉讓到11個省生產。被評為國家科技攻關先進個人、國家引進智力先進個人、湖北省科技精英。
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《微生物基因組學及合成生物學進展》由科學出版社出版。
書摘/試閱
通過異源表達基因簇合成次級代謝產物代表合成生物學的一個方面，最近，Osswald等（2012）對埃博霉素合成基因簇的從頭合成和人工改造代表了黏細菌中自下而上的合成生物學的第一次嘗試。對埃博霉素的從頭合成，采用如下的基因簇優化策略：①根據異源宿主M.xanthus DK1622的密碼子使用情況，對埃博霉素基因簇中可能的稀有密碼子進行替換；②為了保證基因組在異源宿主中有效的表達和翻譯，一段含有宿主中標準的啟動子和Shine—Dalgarno序列的5’非翻譯區的序列添加在基因簇前端；③為保證有效的終止轉錄，添加TD1終止子到埃博霉素基因簇每個轉錄單元的末端；④計算M.xanthusDK1622和S.cellulosum So ce90中次級代謝合成基因簇與其他區域的密碼子適應指數（codon adaptation indices，CAI），并將埃博霉素合成基因簇的CAI調整到與DK1622菌株中次級代謝合成基因簇一致的水平。
基因簇的人工合成受到DNA合成儀最大合成長度的限制，埃博霉素合成基因簇被分成了10部分，這10部分的片段采取兩種接頭策略構建：①添加的接頭允許通過各種組裝策略將片段組裝成完整基因簇；②每一段接頭都帶有酶切位點，包括啟動子區域和終止子區域，為以后的組合生物學研究做準備。片段的組裝通過基于重組的克隆策略和基于酶切酶連的克隆策略。通過evoMAG軟件包構建人造的埃博霉素合成基因簇，evoMAG采用進化算法在原始序列的基礎上產生突變，但不改變序列的蛋白質編碼。在上述工作的基礎上，將設計好的片段進行人工合成，合成的片段構建入兩個質粒中，因為在M.xanthus DK1622中沒有穩定的復制起始區，兩個質粒的基因簇兩側都連入不同的整合酶基因。兩個質粒轉入DK1622菌株中后通過整合酶專用整合入基因組。液相色譜—質譜聯用技術檢測顯示基因簇表達并產生埃博霉素A—D。人工改造過的埃博霉素基因簇的產量一直很低，不超過100μg/L，通過發酵條件優化產量可以達到20mg/L。
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