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摘要本课题利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)BMB171及其聚-β-羟基于酸酯(Poly-3-hydroxybutyrate，简称PHB)合成基因簇(phaRBC)强化菌株BMB171+p和PHB合成酶基因(phaC)阻断突变株BMB171-P为研究对象，以研究胞内PHB对Bt营养细胞生理功能为目的，比较了三类菌株发酵过程特征，研究了三类菌株对逆环境抗性的影响(包括耐热、耐寒冷、抗紫外和耐饥饿和在不同pH值、不同渗透压、不同有机溶剂浓度的培养基中的生长能力)，并对其中营养细胞耐热能力进行了热灭死动力学分析。本研究首次系统的研究了PHB对苏云金芽胞杆菌营养细胞生长特性和抗逆性的影响，并从工程学角度阐明了其中的耐热机制，为进一步研究PHB的生物学功能奠定了基础。 通过研究BMB171、BMB171+p和BMB171-P三类菌株发酵过程特征，表明(1)Bf中PHB的合成是与菌体的生长相偶联的，处于对数生长期的BMB171+p和BMB171菌株菌体明显比BMB171-P粗壮；(2)BMB171+p、BMB171菌株到达对数生长期末期时胞内PHB的量达到最大，分别为1.248 mg/mL和0,844mg/mL，前者PHB最大产量比后者提高了50％，BMB171-P菌株在发酵过程中不能生成PHB；(3)PHB的存在与否对Bt菌株生长过程中的碳源消耗和有机酸代谢等都有着一定的影响；(4)BMB171+p和BMB171菌株能正常形成芽胞，BMB171-P菌株在发酵后期也不能正常生成芽胞，菌体有自溶现象。 通过菌株营养细胞对环境抗逆性试验，首次考察了胞内PHB对苏云金芽胞杆菌营养细胞在逆环境中的生理作用，(1)比较BMB171+p、BMB171和BMB171-P二菌株受热死亡特征值D<,90>值，发现三菌株的耐热能力强弱为：BMB171+p>BMB171>>BMB171-p；(2)BMB171-p胞内不积累PHB，菌体极易受低温处理致死，存活率仅为0.93％；BMB171+p胞内大量积累PHB，菌体抗冻能力较BMB171略有提高，存活率分别为15.91％和14.93％；(3)BMB171-P菌株菌体极易受紫外辐照致死；BMB171+p菌株和BMB171菌株抗紫外能力较强，不论在哪个照射时间，BMB171-P菌株菌体存活率都要明显低于BMB171+p和BMB171菌株；(4)BMB171-P菌株胞内不积累PHB，菌体极易因缺乏营养致死； BMB171+p和BMB171菌株胞内大量积累PHB，菌体抗饥饿能力明显强于BMB171-P菌株，且BMB171-P菌体后期出现自溶现象。 本研究考察了BMB171、BMB171+p和BMB171-P菌株在不同pH值、不同渗透压、不同有机溶剂浓度的培养基中生长能力差别，分析了PHB合成对菌体生长能力的影响，结果表明：每一种菌株的生长能力都随着环境的恶劣程度而降低，且BMB171和BMB171+p菌株降低的程度差不多，但都比BMB171-P菌株生长能力的降低程度要小得多，这说明能够产生PHB的菌株比不能产生PHB的菌株更能适应环境的改变。 从工程学角度阐明了BMB171及其PHB合成增强和缺失菌株营养细胞菌体活化能△E的热灭死动力学。通过分析BMB171+p、BMB171和BMB171-p菌株在不同温度下的比热死速率常数K值和三类菌的活化能△E，结果表明：在同一处理温度下，kBMB171+p<kBMB171<<ksMsi71-p，△E值分别为140,3kJ/mol、131.1 kJ/mol和108.3kJ/mol。