对提高裂殖壶菌二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)发酵产量的传统研究大多集中于菌种筛选、培养基优化和发酵策略的调控上。随着基因工程技术的发展,从基因水平上调控DHA合成途径的代谢流,已受到越来越多的关注。利用基因工程技术改造裂殖壶菌的DHA合成途径,相比于传统手段,主要优势在于能够从根本上提高裂殖壶菌的DHA产量,而无需增加额外的发酵成本。然而,目前DHA的合成机制仍处于探索阶段,因此要从基因水平上调控DHA合成途径的代谢流还面临不少的挑战。本文以裂殖壶菌LU310为研究对象,构建了裂殖壶菌基因敲除体系,并成功实现了目的基因的敲除,该体系可用于敲除DHA合成途径竞争代谢支路的限速酶,促使相关代谢流向DHA合成途径,从而提高裂殖壶菌的DHA发酵产量。基于此,本文又构建了裂殖壶菌的基因过表达体系,并成功实现了丙二酸单酰转移酶(MAT)的过表达。摇瓶发酵显示,MAT过表达菌株的生物量、总油脂产量、DHA产量、丙二酸单酰转移酶活性分别比野生型提高了 3%、5.5%、6.6%、10.2%,结果说明MAT的过表达对裂殖壶菌的DHA合成具有一定的促进作用。苹果酸酶能够催化苹果酸生成丙酮酸和NADPH,后者能为裂殖壶菌DHA合成提供大量的还原能力。基于此,本文通过在发酵培养基中添加1.5 g/L的苹果酸,考察苹果酸对裂殖壶菌DHA合成的作用机制。摇瓶发酵显示,添加苹果酸后裂殖壶菌的生物量、总油脂产量、DHA产量、苹果酸酶活性和胞内NADPH含量相比对照组分别提高了 2.8%、9.4%、16.5%、21.1%、13%,结果说明苹果酸作为苹果酸酶的前体物质,能够激活苹果酸酶活性,提高NADPH的生成量,为DHA合成途径提供充足的还原能力,进而提高裂殖壶菌的DHA发酵产量。此外,在添加1.5 g/L苹果酸的条件下,MAT过表达菌株与野生型菌株的发酵性能差异更为明显。