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解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）是芽孢杆菌属中的一种,可通过非核糖体合成途径代谢产生由10个氨基酸和含14～18个C的β-羟基脂肪酸组成的环状脂肽fengycin。Fengycin具有稳定性好、不易产生耐药性、安全性高等特点,具有开发成为新型食品防腐剂和新型抗菌药物的潜力。由于缺乏对野生型菌株分子水平改造的研究,fengycin产量较低,限制了fengycin的工业化生产与大规模应用。课题组在前期研究中克隆得到一段与fengycin合成代谢相关的非编码RNA（FenSr3）,该基因参与Fengycin的合成代谢调控。本文以解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens LPB-18）为研究菌株,通过敲除和过表达与fengycin合成酶相关的非编码RNA基因,检测其对B.amyloliquefaciens LPB-18 fengycin合成代谢的调控作用,为从分子水平改良B.amyloliquefaciens LPB-18的fengycin合成代谢提供理论依据。同时本研究开展了复合添加fengycin的双孢菇涂膜保鲜试验,进一步研究fengycin的保鲜效果,为深入探索fengycin在果蔬保鲜方面的应用奠定理论基础。主要研究结果如下:1、非编码RNA基因敲除对解淀粉芽孢杆菌LPB-18 Fengycin合成调控的影响为了研究FenSr3基因缺失突变对菌株发酵生产脂肽fengycin合成的影响,通过DNA同源重组技术,成功构建了FenSr3基因缺失突变菌株解淀粉芽孢杆菌LPB-18N,该菌株的FenSr3基因失活。与解淀粉芽孢杆菌LPB-18相比,敲除菌株发酵合成的fengycin产量由190.908 mg/L增加到327.598 mg/L,该菌株的fengycin产量提高72%。转录组测序结果显示敲除菌株中fengycin合成酶基因fen A、fen B、fen E分别上调了10.91倍,11.83倍,9.43倍。同时,脂肪酸分解代谢通路显著上调,长链脂肪酸转化为短链脂肪酸,生成CO2和H2O并释放出大量ATP,为fengycin的合成提供能量基础。三羧酸循环途径以碳源循环往复,为脂肽fengycin的合成提供充足的能量和底物。转录辅助因子sigma H上调表达,spo0A基因同步上调表达,spo0A对Abr B基因具有抑制作用。同时,信号蛋白Abr B作为一种负调控蛋白,可与fengycin启动子结合抑制fengycin合成酶基因的表达。当Abr B下调表达后,细胞内阻遏蛋白Abr B浓度下降,其对fengycin转录调控的抑制作用被解除,产生大量的fengycin合成酶,由此提高抗菌脂肽fengycin产量。结果表明FenSr3基因在fengycin代谢调控过程中具有负调控功能,该基因的缺失显著提高了解淀粉芽孢杆菌LPB-18N fengycin合成代谢相关的基因表达水平。2、非编码RNA基因过表达对解淀粉芽孢杆菌Fengycin合成调控的影响为了明确FenSr3基因调控fengycin合成代谢的调控模式,通过基因工程手段成功构建了FenSr3基因过表达工程菌株解淀粉芽孢杆菌LPB-18P,该解淀粉芽孢杆菌的FenSr3基因超表达。与野生菌株LPB-18相比,其fengycin产量由190.464 mg/L减少到38.6 mg/L,该菌株的fengycin产量显著减少（p<0.05）。将获得的过表达质粒电转化入解淀粉芽孢杆菌LPB-18N敲除感受态细胞中,通过构建回补菌株,在相同的发酵条件下,该菌株fengycin产量达到182.6 mg/L,基本恢复到了原始菌株的代谢水平。因此进一步证明了FenSr3基因在参与调控fengycin的合成代谢过程中发挥负调控功能。3、Fengycin在双孢菇涂膜保鲜试验中的应用研究为了研究fengycin在果蔬保鲜方面的应用价值,本研究开展了复合添加fengycin的双孢菇涂膜保鲜试验。结果显示,在双孢菇贮藏期间,含有fengycin的涂膜处理组,其品质指标均高于对照组;C处理组添加的fengycin浓度为300 mg/L,其白度值为90.7,感官评分值为96分,均高于其他处理组,可见fengycin在涂膜试验中具有一定的保鲜效果。由此可得,在一定浓度范围内,随着脂肽fengycin添加量越多,其抑菌保鲜效果越明显。