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聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类由微生物合成的高分子聚酯,具有广阔的应用前景,然而其居高不下的生产成本极大的限制了其工业化生产和应用。在发酵后期由于菌体大量生长使得发酵液中的溶氧迅速降低,从而使菌体不可避免的处于微氧发酵的状态。因此可以采用两步发酵法来生产PHA:有氧条件下菌体快速生长,而在微氧条件下菌体大量积累PHA。本文以重组大肠杆菌和盐单胞菌为研究对象,尝试提高菌株微氧合成PHB的能力,从而降低PHA的生产成本。为了提高菌株在微氧条件下PHB合成相关基因的转录水平,微氧启动子被应用到PHB的生产中。确定了11个潜在的大肠杆菌微氧启动子,通过两轮筛选得到了在微氧条件下具有较高活性的透明颤菌血红蛋白启动子(Pvgb)。将Pvgb应用于大肠杆菌的微氧生产中,使重组菌株中PHB的含量达到了68.48%,比对照菌株提高了13%。其次,通过串联vgb启动子(Pnvgb)得到了一个微氧转录活性显著提高的启动子:P8vgb。在微氧条件下,重组菌株E.coliS17-1(pBHR-P8vgb)积累了5.4g/L的细胞干重和90%的PHB。qPCR分析重组菌株phaC的转录水平表明:phaC基因的转录水平与PHB合成量呈正相关,P8vgb具有最强的微氧转录活性。接下来,对6株常用大肠杆菌的PHB微氧合成能力进行了比较,E.coliS17-1为最适菌株。通过敲除arcA基因进一步提高了其微氧适应性,重组菌株E.coliS17-1△arcA(pBHR-P8vgb)的PHB积累量为91%,细胞干重达6.3g/L。最后,在嗜盐菌Halomonas sp.LS21中构建P8vgb调控下的VHb和phaCABLS21共表达质粒能显著提高重组菌株的PHB微氧合成量和细胞干重。重组菌株Halomonas sp.LS21(pSEVA341-P8vgb-vgb-P8vgb-phaCABLS21)的PHB积累量为75%,比对照菌株提高了35%,细胞干重达4.5g/L,是对照组的两倍。发酵实验表明:重组菌株PHB的积累量为75.32%,比对照菌株提高了25%;细胞干重达30.21g/L,比对照组提高了10g/L。P8vgb是一个高效的微氧启动子,共表达VHb蛋白和phaCABLS21能显著提高菌株Halomonas sp.LS21的PHB含量和细胞干重。