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聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates, PHA)是许多细菌在非平衡生长条件下在胞内积累的以颗粒状态存在的碳源和能源储藏物质[1]。PHA因其具有生物可降解性、生物相容性等许多良好的材料性质、可以作为化学合成塑料未来的替代品而引起广泛关注。近年来对PHA的研究和开发工作主要集中于筛选和构建PHA高产菌株以及生物合成PHA的低廉底物，但对PHA生物合成的调控机制研究的相对较少。细菌群体感应系统(Quorum-sensing, QS)、双因子调控系统(two-component regulatorysystem)GacS/GacA、转录调节因子RpoS在细菌感受环境信号过程中发挥重要的调控作用。然而三者在细菌胞内合成PHA过程中的调控功能还知之甚少。本研究以荧光假单胞菌2P24为材料，采用分子遗传学、生物化学和细胞生物学方法探索QS、GacS/GacA和RpoS对菌体合成PHA的调控以及相互关系。研究首次发现荧光假单胞菌2P24可以利用葡萄糖酸钠或辛酸钠为唯一碳源在胞内合成PHA。当以葡萄糖酸钠为唯一碳源时，菌体合成以3-羟基癸酸为主要单体组分的PHA；而以辛酸钠为唯一碳源时，菌体合成以3-羟基辛酸为主要单体组分的PHA。本实验构建了各个调控基因的突变恢复菌株、过表达菌株。同时也构建了gacA/rpoS和gacS/rpoS的双突变菌株。检测野生型菌株及相关菌株胞内积累PHA的能力。结果表明，当以辛酸钠为唯一碳源培养时，PM201(△GacA)、PM202(△GacS)和PM303(△RpoS)的PHA积累量与2P24相比显著下降，而QS信号分子合成酶基因pcoI的突变株PM100(△PcoI)的PHA积累量与野生型相比没有明显差异。恢复gacA或gacS基因可以显著提高PHA的积累量，说明gacA/gacS基因和rpoS基因参与PHA的生物合成，并且发挥正调控作用。而pcoI基因不参与2P24利用辛酸钠为碳源合成PHA的过程。进一步分析发现gacA/rpoS和gacS/rpoS双突变株的PHA合成能力与rpoS突变体的相似，表明rpoS位于gacA/gacS的下游，对PHA的生物合成起关键作用。综上所述，在荧光假单胞菌2P24中rpoS和gacA/gacS参与菌体内PHA生物合成的调控。在以辛酸钠为碳源时，GacS/GacA系统可能通过调控rpoS进而调控PHA的生物合成。