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微生物胞外多糖是由微生物生产并分泌到胞外的一种糖类聚合物,在不断变化的海洋环境中,胞外多糖的分泌可以减轻外界环境扰动对微生物自身的伤害,提高微生物存活的能力。本课题以噬琼胶假交替单胞菌Pseudoalteromonas agarivorans Hao2018为研究对象,分别改变温度和发酵初始p H,提取并纯化了其所产的胞外多糖。通过高效液相色谱法和傅里叶红外光谱法对胞外多糖单糖组成、糖环形式和糖苷键构型进行测定,分析了环境因子扰动对胞外多糖产量和结构的影响,之后以胞外多糖对羟基、DPPH和ABTS三种自由基的清除能力为指标,对其抗氧化活性进行评价比较。最后对发酵初始p H7(S157)和p H9(S159)条件下的噬琼胶假交替单胞菌Hao2018进行了转录组测序,对比分析了双组分系统相关基因,细菌趋化性相关基因及胞外多糖合成相关基因的表达量情况。课题研究结果如下:温度和发酵初始p H会对噬琼胶假交替单胞菌Hao2018胞外多糖粗品的产量产生影响,胞外多糖主要由葡萄糖、甘露糖和鼠李糖组成,其中甘露糖和鼠李糖的比例随着温度的升高呈现先降低后升高的趋势,随着发酵初始p H的升高呈现一直降低趋势。而葡萄糖随着温度和发酵初始p H的比例变化趋势则与之相反。红外光谱显示,所有条件下生产的胞外多糖都具有多糖特征吸收峰,α-D-葡萄吡喃糖和α-D-甘露吡喃糖的特征吸收峰,但是在发酵初始p H9条件下所产的胞外多糖还出现了β-D-甘露吡喃糖的特征吸收峰和D型呋喃糖的特征吸收峰,说明发酵初始p H的改变会对胞外多糖糖环形式和糖苷键构型产生影响。温度为25℃或发酵初始p H9条件下生产的胞外多糖对羟自由基、DPPH自由基和ABTS自由基的清除率较高。综合分析后我们推测单糖组分中甘露糖比例的提高或者糖环形式为β型、糖苷键为呋喃型的胞外多糖具有较好的抗氧化活性。转录组测序结果表明,与S157组相比,S159组中有523个基因上调表达,691个基因下调表达。KEGG富集分析结果显示差异基因主要富集到双组分系统和细菌趋化性通路中。相比于S157组,S159组中与双组分系统相关的基因有67个基因出现表达差异,其中编码组氨酸激酶Pho R的基因(chr1＿2513)和Bae S的基因(chr1＿881),编码反应调节蛋白Bae R的基因(chr1＿882)呈上调表达,编码组氨酸激酶Pho Q的基因(chr1＿1805),编码反应调节蛋白Pho B的基因(chr1＿2514)和Rst A的基因(chr1＿933)呈下调表达。在S159组中,与细菌趋化性相关的基因组氨酸激酶Che A对应的基因(chr1＿3060)、反应调节蛋白Che Y对应的基因(chr2＿363、chr2＿53)和Che B对应的基因(chr1＿2277、chr1＿3055)的表达量均高于S157组,噬琼胶假交替单胞菌Hao2018通过利用蛋白的磷酸化和去磷酸化来控制鞭毛运动和旋转方向,从而达到适应环境因子扰动的目的。细菌胞外多糖的合成需要包括转运相关基因、核苷酸糖合成相关基因和编码糖基转移酶的基因在内的多类基因的参与。S159组中与葡萄糖转运蛋白相关基因(chr1＿1825、chr2＿538、chr1＿1082)的表达量要高于S157组,在核苷酸糖合成过程中,编码UDP-D-Glc基因(chr1＿1334、chr1＿2358和chr1＿459)的表达量低于S157组,编码GDP-D-Man基因(chr1＿423和chr1＿422)的表达量高于S157组。