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利用油脂真菌发酵生产长链多不饱和脂肪酸(Long chain polyunsaturated fatty acids,LC-PUFAs)和运用转基因生产特定LC-PUFAs具有广阔的应用价值。但是要利用油脂真菌产生大量优质的LC-PUFAs必须了解脂肪酸合成途径及其调控机制,脂肪酸去饱和酶在LC-PUFAs的合成过程中起着重要的作用。因此,从分子水平探索脂肪酸去饱和酶基因的表达调控将有助于了解脂肪酸去饱和酶基因的信号系统及调控机制。本论文以从红树林分离得到的一株主要产生n-6系列LC-PUFAs的霉菌菌株AGED为研究对象,对其生物学属性及产油脂规律展开研究,同时以△6脂肪酸去饱和酶为切入点从分子水平对四种主要的脂肪酸去饱和酶的表达调控机制展开研究。具体结论如下:经形态学及分子鉴定,该菌株属于被孢霉属,编号Mortierella sp.AGED。考察了培养基及培养条件对菌株AGED产油脂的影响。得到的最佳发酵条件为:最佳碳源为5%葡萄糖;最佳氮源为1%黄豆粉;最佳初始pH为6.0;最佳接种量为8%;最佳培养温度为20 oC。添加1.5%的乙醇最有利于油脂积累。通过简并PCR、Genome walking以及RT-PCR等方法克隆得到菌株的△6脂肪酸去饱和酶全长基因及其上游调控序列。△6脂肪酸去饱和酶的cDNA全长1,375 bp,包含1,275 bp完整的开放阅读框。编码424个氨基酸,分子量为48.3 kDa,等电点为5.96。其氨基酸含有三个典型的组氨酸框,N端含有类似细胞色素b5的结合区域HPGG。将△6脂肪酸去饱和酶基因在毕赤酵母中表达能够将亚油酸转化为γ-亚麻酸。利用基因组步移技术获取了该酶上游1,712 bp的上游调控序列。经分析,△6脂肪酸去饱和酶上游调控序列含有TATA框、GATA框、CAP、AP1等基本的转录调控元件。此外还发现了乙醇脱氢酶调控因子ADR1、压力应答元件GT-1、STRE以及热激应答元件HSE、金属应答元件MRE等潜在参与多不饱和脂肪酸合成的调控因子。通过实时荧光定量PCR技术检测了低温、乙醇添加、金属离子及水杨酸添加条件下菌株△9-、△12-、△6-及△5脂肪酸去饱和酶基因mRNA表达水平的动态变化。结果表明,低温及乙醇刺激下去饱和酶基因的表达水平不同程度地增强,不饱和脂肪酸的比例增加。金属离子Ca2+、Zn2+和Fe3+均能不同程度地促进四种脂肪酸去饱和酶的表达,而Cu2+抑制脂肪酸去饱和酶基因的表达。脂肪酸成分分析表明,Ca2+添加主要促进饱和脂肪酸的合成;Fe3+和Zn2+的添加增加了不饱和脂肪酸的比例,尤其是C20:4提高较明显;Cu2+显著抑制不饱和脂肪酸的合成。水杨酸添加实验表明,尽管水杨酸添加可以促进油脂的产生,但是并不能促进去饱和酶基因的表达。这表明脂肪酸去饱和酶基因的表达及脂肪酸的合成对不同的外界刺激响应不一致,可能受到不同代谢网络的调控。本文依据菌株AGED的发酵规律及上游调控序列的分析,在转录水平上对Mortierella sp.AGED脂肪酸去饱和酶基因的表达调控机制进行了探索。为深入了解Mortierella sp.AGED脂肪酸去饱和酶基因的表达及LC-PUFAs的合成对外界信号的应答机制提供了有用信息,也对今后运用油脂真菌大规模发酵和转基因生产LC-PUFAs提供理论支撑。