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虾青素是人类在自然界发现的抗氧化能力最强的天然化合物。除生物抗氧化性外，虾青素同时具有抗肿瘤、抗炎症、增强免疫力、抗紫外线辐射作用等有益活性，因而被广泛应用于医药保健、食品、水产养殖、化妆品等方面，具有巨大的商业价值。 本研究从一株β-胡萝卜素工程菌JX-CAR001出发，通过比较不同来源的虾青素合成基因，获得最优基因组合。随后将其整合入染色体，通过不同的人工调控元件及RBS文库对基因的表达进行调控，获得一株虾青素高产菌株。 首先，比较PAGcrtZ、PANcrtZ和BScrtW基因的虾青素合成能力。发现PAGcrtZ和BScrtW的组合最有利于虾青素合成。 随后，通过两步同源重组的方法，将PAGcrtZ、BScrtW基因整合入JX-CAR001染色体上，并使用不同的人工调控元件对其表达进行调控，获得9株虾青素工程菌。但是，在这9株工程菌中，均检测到不同程度的副产物玉米黄素积累。为了将玉米黄素转化为虾青素，第二拷贝BScrtW基因被整合进入染色体，虽然显著的增加虾青素的产量，但玉米黄素依旧未被完全转化。将第三拷贝BScrtW整入后，虾青素产量仅仅得到很小的提升，玉米黄素依旧存在。 为了更加精确调控PAGcrtZ、BScrtW基因的表达，我们设计了一种在一个操纵子上通过两个RBS(ribosomalbindingsite)文库同时调控两个基因表达的方法，并在质粒和染色体分别进行测试，通过颜色筛选的方法，获得其中的高产菌。最终获得一株高产虾青素的细胞工厂，含量达到1.92mg/gCDW。这和目前所报道的虾青素细胞工厂的最高产量处于同一水平。