亚精胺具有延缓衰老、预防癌症、保护心血管、提高记忆力等多种生物活性,在预防和改善年龄相关性疾病等方面具有良好的应用潜力。目前微生物发酵亚精胺的产量普遍较低,究其根本原因,亚精胺的代谢调控机制尚未明晰,是制约其产量提高的关键科学问题。解析亚精胺合成代谢基因对亚精胺的影响规律,挖掘对其产量影响较大的关键增强效应基因,对阐释亚精胺代谢调控机制,选育亚精胺高产菌株具有重要的意义。因此,本研究以解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）HSAM2为出发菌,解析了 S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶、亚精胺合成酶、精氨酸脱羧途径和辅因子再生途径基因对亚精胺合成的影响规律,挖掘到了一系列可显著提高亚精胺产量的关键增强效应基因。为探究S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因（speD）对B.amyloliquefaciens亚精胺合成的影响,在HSAM2上游离表达了来自B.amyloliquefaciens、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和大肠杆菌(Escherichia coli的speD基因,考察强化表达上述基因对亚精胺合成的影响。结果显示,强化表达以上来源的speD基因均可显著提高亚精胺的产量,其中E.coli来源的speD基因效果最好,产量达91.91 mg/L,与对照相比提高了 8.49倍;为提高遗传稳定性,将该基因在HSAM2菌株中进行整合表达,获得工程菌株HSPM1,产量为33.87 mg/L,比对照提高了 2.4倍。为解析亚精胺合成酶基因（speE）对亚精胺合成的影响,首先研究了 B.amyloliquefaciens自身speE基因在其亚精胺合成中的功能,在HSPM1上敲除speE基因后未检测到亚精胺,回补表达speE基因后亚精胺的合成能力得到恢复,证实了其在亚精胺合成中的功能;随后探究了强化表达5种微生物来源的speE基因对亚精胺合成的影响,结果显示,强化表达B.amyloliquefaciens自身的speE基因后亚精胺产量最大（88.76 mg/L）,比对照提高了 1倍;从我国大豆18个品种原种和19个商品化样品中选取亚精胺含量最高的样品,通过重组表达、转录验证和氨基酸序列分析挖掘鉴定了一个可显著提高B.amyloliquefaciens亚精胺产量的大豆亚精胺合成酶基因speE5。为解析精氨酸脱羧途径基因对亚精胺合成的影响,在HSPM1上游离表达了来自B.amyloliquefaciens和E.coli的speA和speB基因,考察了强化表达speA和speB对亚精胺合成的影响。研究结果显示,E.coli来源的speA、speB基因对亚精胺的合成均有很大的促进作用,与对照菌相比,分别提高137%、136%。最后在辅因子供应方面,在HSPM1中强化表达了 NADPH再生途径基因（ppnk1、ppnk2、gdhl、gdh2、zwf、gnd、pntAB）和 ATP 再生途径基因（pgK、pyK、adK、ndK）,解析了强化NADPH和ATP再生途径基因对亚精胺合成的影响规律。结果表明,NADPH和ATP再生途径的ppnk1和adK基因对亚精胺产量的提高效果最大,产量分别达到80.25 mg/L和65.16 mg/L,比对照提高了92%和 56%。综上所述,本研究解析了 S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶、亚精胺合成酶、精氨酸脱羧途径和辅因子再生途径基因对亚精胺合成的影响规律,挖掘到各基因中对亚精胺提高幅度最大的关键增强效应基因元件,包括E.coli来源的speD、speA和speB基因,以及B.amyloliquefaciens自身来源的speE、ppnk1和adK基因。本研究在一定程度上阐释了亚精胺合成的代谢调控机制,挖掘到了对亚精胺产量影响较大的关键增强效应基因,为亚精胺高产菌株的选育奠定了基础,具有一定的理论意义和潜在的应用价值。