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裂殖壶菌因高产多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs)而被广泛研究。多年来,研究者一直致力于通过调控脂肪酸合成途径来提高PUFAs的产量。但由于裂殖壶菌合成PUFAs涉及传统的脂肪酸合成酶途径和聚酮合成酶途径,其具体代谢机制错综复杂,使得目前很难通过调控脂肪酸合成途径来进一步提高其生产力。甲羟戊酸(Mevalonate,MVA)途径存在于所有高等真核生物和微藻中,其对细胞的生长和代谢都至关重要。近些年研究发现MVA途径与脂肪酸的代谢存在着许多的相关性,而且其代谢产物如β-胡萝卜素和角鲨烯等具有重要的经济价值。因此,调控裂殖壶菌MVA途径具有重要的研究意义。本研究首先选择氟康唑调控MVA途径中甾醇的合成。结果显示,在裂殖壶菌培养48 h时加入60 mg/L氟康唑,总油脂产量提高16.2%,胆固醇含量降低了 7.8%,β-胡萝卜素产量提高了 52.6%,角鲨烯含量在72 h时提高了44.6%。通过对胞内NADPH含量测定和代谢组学分析发现,抑制甾醇合成使得更多NADPH流向脂肪酸的合成,而角鲨烯和β-胡萝卜素的增加可以增强胞内的氧化应激能力,从而保护脂肪酸不被过氧化,增加脂质的积累。其次,本研究选择氟啶酮调控MVA途径中色素的合成。结果表明,在裂殖壶菌培养24h时添加50 mg/L氟啶酮,细胞的油脂产量提高不明显,仅为7.3%,但二十碳四稀酸(Arachidonic acid,ARA)和二十碳五稀酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)含量分别提高50%和44.2%;另外,β-胡萝卜素的含量也显著提升,且与PUFAs的含量变化呈现正相关性。通过测定胞内过氧化水平相关参数的变化发现β-胡萝卜素含量的增加降低了胞内活性氧水平,从而减少了PUFAs被过氧化;基因转录水平分析表明EPA含量变化与好氧的FAS途径基因转录水平呈正相关,且代谢组学分析发现氟啶酮的添加会减少甾醇合成,延缓细胞增殖,减少前期氧气消耗,从而使更多的氧气用于FAS途径中EPA的合成。本论文首次研究了裂殖壶菌中MVA途径调控对脂肪酸代谢的影响,提出增强类胡萝卜素的合成可以促进PUFAs的积累,而通过前期调控细胞的生长及胞内的氧化应激能力有利于EPA的合成。本研究为调控裂殖壶菌生产PUFAs提供了新的视角与策略,也为利用微藻生产色素、角鲨烯等高价值产物奠定了基础。