分枝菌酸(Mycolic acid)是CMN细菌群体细胞壁特有的一种细胞组分,即棒杆菌属、分枝杆菌属、诺卡氏菌属,谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)属于棒杆菌属,细胞壁中含有大量分枝菌酸。结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)分枝菌酸已经被大量研究,然而在谷氨酸棒杆菌中,分枝菌酸的作用尚不清楚。谷氨酸棒杆菌作为一种工业常用氨基酸生产菌,广泛通过代谢工程改造提高产量,而分枝菌酸的功能研究则可以为代谢改造提供新的思路。本论文构建了C.glutamicum ATCC13869的分枝菌酸缺失株,并以此为材料研究了分枝菌酸缺失对细胞的影响,同时推测了分枝菌酸所具有的功能。主要研究成果如下:(1)利用Cre/loxp系统无痕敲除C.glutamicum ATCC13869聚酮合酶编码基因BBD29_RS14045,敲除株命名为WG001;(2)对WG001进行一系列表型实验和形态观察,发现WG001发生多方面且明显的表型变化,诸如生长变差,自凝集提高,跨膜抗生素耐药性降低,电转化率提高,细胞变长变大,细胞分裂变化;(3)对ATCC13869和WG001进行摇瓶发酵,并利用HPLC分析氨基酸产量,发现WG001的产氨基酸能力明显提高,有十种氨基酸的产量增幅在20%以上,其中L-天冬氨酸,L-谷氨酸和L-苏氨酸产量大幅增加,增幅分别为1305%,3467%和3728%,说明分枝菌酸可以作为潜在的改造靶点提高氨基酸产量;(4)提取ATCC13869和WG001的分枝菌酸,脂肪酸,磷脂和细胞壁糖,并分别利用TLC,ESI/MS和IC进行分析,发现WG001分枝菌酸完全缺失,脂肪酸和磷脂的碳链更长且不饱和度增加,磷脂酰甘油合成减少而磷脂酰肌醇合成增加,细胞壁中的鼠李糖合成增加而半乳糖合成减少,这些变化说明分枝菌酸缺失造成了细胞壁和细胞膜的改变;(5)进一步对ATCC13869和WG001进行了转录组测序和分析,发现WG001有2692个基因发生了转录水平调控,涉及到细胞壁代谢,磷脂合成,脂肪酸合成与代谢,肌醇代谢,细胞分裂,RNA降解,吻合并解释了WG001的一系列表型变化,同时也揭示出很多其他的变化,说明分枝菌酸对细胞的影响是全方位的;(6)构建了WG001的聚酮合酶回补株并调查了它的生长,产氨基酸和细胞组分回补情况,发现回补株生长变好,产氨基酸降低,分枝菌酸恢复合成;筛选出arc和vgb基因,构建了WG001的生长改善基因重组株,并调查了它们的生长和产氨基酸情况,发现二者都可以改善WG001的生长,但也部分降低了产氨基酸。