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摘要木质素结构复杂，在自然界中含量丰富，木质素降解细菌能够利用木质素为底物合成多种高附加值产品。但是，细菌代谢木质素的能力有限，代谢途径复杂、合成高附加值产品的产量较低。针对上述问题，本论文进行了以下三方面的研究:<br>　　1.木质素降解菌的筛选和性能分析。利用木质素为唯一碳源的富集培养基从秸秆田土壤中富集、分离木质素降解细菌，共获得40株菌株。通过染料脱色法(Azure B和RBBR)和KL-MSM平板对40株菌株复筛，得到两株具有木质素降解能力的菌株J2和J5。紫外分光光度法测定J2和J5在7d内的木质素降解率分别为6.9％和8.1％。利用DMP作为底物检测不同种类的木质素降解酶活性，结果表明这两株细菌均产生漆酶和过氧化物酶活性，在H2O2和Mn2+存在下，两菌株的最高酶活均达到4.4mU/mL。经16S rRNA基因序列分析将这两株菌分别鉴定为Pseudomonas sp.J2和Klebsiella sp.J5。而且，根据亲缘关系较近的菌株的基因组信息，从J2和J5菌株中克隆出了部分木质素降解相关基因Lac、Glu和MnO等，进一步证明了这两株的木质素降解能力。<br>　　2.代谢工程法修饰P.putida KT2440木质素降解和PHA生物合成途径，提高利用木质素生物合成PHA的效率。为了便于遗传操作，本论文利用同源重组双交换的原理，首先敲除了KT2440基因组上的hsdR基因，获得了hsdR基因缺失突变株Pputida QSR1，破坏了菌株原有的限制修饰系统。以QSR1为出发菌株，构建了PHA降解酶基因phaZ缺失突变株P putida QSRZ6;异源表达来源于R jostii RHA1的DyPA、DyPB和Sphingobacterium sp.T2的MnSOD1、MnSOD2的木质素降解酶。与菌株QSR1相比，QSRZ6的生长量和PHA积累量分别提高了29％和80％;工程菌QSRZ61（异源表达MnSOD1）的PHA产量达到了156mg/L，较QSRZ6和QSR1提高了11％和255％;工程菌QSRZ62（异源表达MnSOD2）的PHA产量达到了158mg/L，较QSRZ6和QSR1提高了32％和259％。<br>　　3.稳定遗传的基因工程菌株的构建。本论文设计了可同时表达MnSOD1和MnSOD2的SOD操纵子，并将其整合到QSRZ6基因组的16S rDNA位点，得到代谢工程菌株P.putida QSRZ6S。QSRZ6S在含有1.4mM硫酸铵的1×M9木质素发酵培养基中培养48h可积累220mg/L的PHA，较QSRZ6和QSR1的PHA积累量增长了77％和400％。<br>　　本论文的研究结果表明，通过木质素降解系统及产物积累系统的合理改造有助于木质素生物转化和有效产物的积累;代谢工程是调控木质素转化和PHA的积累有效手段。