微囊藻毒素（Microcytins, MCs）是一类环状的七肽，具有强烈的毒性。微生物降解被认为是MCs在水体中去除的主要途径。目前已经分离出60余株MCs降解菌，它们大部分具有相同的MCs降解机理。已有研究表明，至少有3种蛋白水解酶参与了该过程，编码这3个酶的基因mlrA、mlrB、mlrC和编码转运蛋白的mlrD基因聚集在一个5.8 kb的基因簇中。尽管在多株MCs降解菌中检测到了mlrA基因，但是目前只获得了4株MCs降解菌的mlrA基因全序列。并且，多数MCs降解菌未进行mlrB、mlrC和mlrD基因检测，获得的基因全序列更是有限。由于缺乏MCs降解基因的全序列信息，所以目前对该基因的来源及进化过程尚不清楚。本研究以此前从滇池沉积物中分离得到一株高效的MCs降解菌Sphingopyxis sp.X20为材料，通过克隆方法得到mlr基因簇全序列，对mlrA，mlrB，mlrC，mlrD四个基因及其编码的酶进行了生物信息学分析，并对关键基因mlrA进行异源表达验证。本文主要研究内容及结果如下：

（1）经PCR扩增获得目的片段，测序拼接后得到mlrA基因全长是1011bp。编码336个氨基酸，含有163个疏水性氨基酸，58个亲水性氨基酸，具有6处跨膜区，其信号肽位于1-26处区域。X20菌mlrA基因与Sphingopyxis sp. C-1 mlrA基因相似性达到99%，系统发育分析结果表明，X20菌mlrA基因与Sphingopyxis sp. C-1的mlrA基因一起形成一个进化分支。mlrA基因异源表达产物对MCs具有降解活性，可以将MCLR降解成线性MCLR，证明所得序列正确。

（2）通过PCR扩增方法得到mlrD基因全序列。mlrD基因全长为1272 bp，编码423个氨基酸， MlrD酶的分子量为44.849 kDa，含有221个疏水性氨基酸，80个亲水性氨基酸，具有10处跨膜区，其信号肽位于1-38处区域，不存在信号肽。X20菌mlrD基因与Sphingopyxis sp. C-1 mlrD基因序列相似度达到99%。

（3）通过采用步移PCR方法得到mlrC全序列。mlrC基因的全长为1587 bp，编码528个氨基酸，含有200个疏水性氨基酸和97个亲水性氨基酸。在整个氨基酸结构中，MlrC酶疏水性不高，没有跨膜区，也没有氨基酸信号肽。系统发育分析结果表明，X20菌mlrC基因与Sphingopyxis sp. C-1 mlrC基因同源性较高。

（4）利用步移PCR技术未能扩增出mlrB基因全序列，故选择构建基因组文库的方法获得mlrB基因全序列。mlrB基因全长1581 bp，有526个氨基酸，其中含有193个疏水性氨基酸，113个亲水性氨基酸。MlrB酶的分子量为57.6 kDa，在MlrB酶结构中不存在跨膜区和信号肽。系统发育分析结果表明，X20菌mlrB基因与Sphingopyxis sp. C-1菌mlrB基因亲缘性很高。