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多不饱和脂肪酸（PUFAs）具有重要的生理功能,可以用来预防和治疗各种慢性疾病。高山被孢霉（Mortierella alpina）能够从头合成多种PUFAs,但脂肪酸产量达到瓶颈,急需解析脂肪酸合成机理,对高山被孢霉进行定向分子改造。NADPH可为脂肪酸合成提供还原力,传统来源主要包含6-磷酸葡萄糖脱氢酶（6PGD）、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）、苹果酸酶（ME）和异柠檬酸脱氢酶（IDH）。近年来,细胞和动物水平的研究发现,叶酸代谢途径中的亚甲基四氢叶酸脱氢酶（MTHFD）可将5,10-亚甲基-四氢叶酸（5,10-CH2-THF）转化为5,10-甲炔基-四氢叶酸（5,10-CH-THF）,此过程伴随着NADPH的生成,是细胞NADPH池的重要组成部分,因此MTHFD在脂肪酸合成中可能具有重要作用。基因组分析表明高山被孢霉中存在MTHFD1和MTHFDL两种亚甲基四氢叶酸脱氢酶,本文通过在高山被孢霉体内对MTHFD1和MTHFDL进行基因操作,首次在分子水平上证明了MTHFD1和MTHFDL在高山被孢霉脂肪酸合成中具有关键作用,并初步研究了MTHFD1和MTHFDL对脂肪酸合成还原力的调控机制,从而为对高山被孢霉进行分子改造,进而重构高山被孢霉脂肪酸代谢通路提供理论依据。主要研究结果如下:首先,通过构建过表达MTHFD1基因重组高山被孢霉（MA-MTHFD1）,发现与原养型高山被孢霉相比,MA-MTHFD1菌株中总脂肪酸含量增加了40.1%,其中花生四烯酸（AA）相对含量增加了91.1%,这表明过表达MTHFD1基因显著提高了高山被孢霉内总脂肪酸含量和不饱和度。其次,通过构建过表达和RNA干扰MTHFDL基因重组高山被孢霉（MA-MTHFDL和MA-MTHFDLSilent）,发现与原养型高山被孢霉相比,MA-MTHFDL菌株中总脂肪酸含量增加了35.6%,其中AA相对含量增加了80.8%,这表明过表达MTHFDL基因显著提高了高山被孢霉内总脂肪酸的含量和不饱和度;MA-MTHFDLSilent菌株中总脂肪酸含量下降了45.0%,这表明RNA干扰MTHFDL基因显著降低了高山被孢霉内总脂肪酸含量。最后,通过对NADPH水平和产NADPH相关基因表达水平分析,结果表明MA-MTHFD1和MA-MTHFDL中NADPH含量分别增加了26.4%和32.4%,MA-MTHFDLSilent中NADPH含量下降了19.0%;进一步分析发现,在高山被孢霉中,过表达MTHFD1基因和MTHFDL基因后,相关产NADPH基因的转录水平也发生显著性上调,这表明过表达MTHFD1和MTHFDL增强了脂肪酸合成所需还原力NADPH来源;RNA干扰MTHFDL基因后,相关产NADPH基因的转录水平发生显著性下调,这表明干扰MTHFDL降低了脂肪酸合成所需还原力NADPH来源。综上所述,高山被孢霉叶酸代谢途径中的MTHFD1基因和MTHFDL基因在脂肪酸合成所需还原力NADPH合成调控中起重要作用。