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代谢组学在微生物中已经得到了广泛应用,相关应用的拓展与分析技术的发展有着密切关系,特别是目前以联用技术为主导的代谢组学分析平台在分析通量和效率方面都优势明显。色谱-质谱联用技术将分离与分析手法结合起来,因而成为了最强有力的分离分析系统之一。本文以Escherichia coli1.1566(E.colil.1566)及有代表性的中心碳代谢途径单基因敲除大肠杆菌进行考察,包括△sdhAB、△ackA-pta基因敲除大肠杆菌。为了比较环境和基因对E.coli代谢的影响,建立了GC-MS分析胞内代谢物的方法,并用于分析E.coli野生型和敲基因株在不同碳源条件下的代谢指纹。建立的代谢组学方法用一系列的标准样品进行了验证。大多数的标准品的线性良好,线性回归系数都大于0.99,相应的回收率在66.6%和100.9%之间。偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)用于分析获得的数据,发现同一碳源下野生型和敲基因株表型能区分,而且不同碳源培养下的菌株表型也能得到很好的区分。最后分级聚类分析(HCA)确定了环境变化对E.coli代谢的影响大于基因改变的影响。同时胞内琥珀酸的变化也说明了敲除△sdhAB所得到的实验结果与理论上是一致的。Exiguobacterium aurantiacum Lp3-3是嗜碱微生物的一种,该菌的产乳酸能力很强。本文用建立的基于气相色谱-质谱(GC-MS)的代谢组学方法来研究环境扰动对Lp3-3代谢的影响。该GC/MS方法用四种典型的同位素进行了方法验证,所有标准品的线性回归系数均大于0.99,线性良好,加标回收率范围从86.9%到102.1%,RSD均在10%之内。通过多元数据分析可以看出Lp3-3在不同培养基条件下培养结果能区分开。并且,鉴定出在分类中起重要作用的代谢物,其中乳酸变化最大。全二维气相色谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography, GC×GC)是多维色谱的一种,GC×GC的峰容量是其两根色谱柱峰容量的乘积,与传统的一维GC相比较有很大的分离优势,很适合分析复杂的混合物。本文以上述三株大肠杆菌为研究对象,建立GC×GC-TOF MS分析其胞内代谢物的方法,结果用主成分分析(PCA)就能将大肠杆菌野生型和敲基因株表型分开。由于GC×GC-TOF MS有两个保留时间所以定性更加可靠,最后鉴定出了四十二胞内的代谢物。本研究为微生物代谢途径分析及其改造进而提高生物基产品的产量提供有价值的参考。