嗜酸性氧化硫硫杆菌是一类专性化能无机营养菌，分析表明此类细菌缺乏异养代谢途径的关键酶活性，如EMP途径的磷酸果糖激酶和TCA循环的a-酮戊二酸脱氢酶，在无特定能源存在条件下不能利用有机质快速生长，因而生长缓慢、细胞得率低，不仅增加了此类菌的基础理论研究的难度，而且影响了其在工农业生产中的应用。为了使该菌能够利用有机质，我们计划对其进行遗传改造，弥补其异养代谢途径的缺陷，构建能利用有机质快速生长的嗜酸性氧化硫硫杆菌工程菌。　　 实验室前期已将克隆自大肠杆菌的编码上述两种酶的基因分别导入嗜酸性氧化硫硫杆菌中，研究表明含有磷酸果糖激酶基因（pfkA）的工程菌在一定程度上提高了代谢葡萄糖的能力，而a-酮戊二酸脱氢酶是一复合体，由三个基因编码，在嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达检测难度较大，初步的检测结果表明其表达量很微弱。本研究首先进一步检测了a-酮戊二酸脱氢酶复合体基因(sucAB、lpdA)在嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达，RT-PCR、SDS-PAGE、Western-blotting和酶活测定结果均表明a-酮戊二酸脱氢酶复合体基因可在嗜酸性氧化硫硫杆菌中表达，表明自养菌和异养菌在蛋白表达系统上的相似性。与此同时我们一方面使用tac启动子替换了sucA和sucB共用的自身启动子，构建了重组质粒pJRD215-tac-sucAB-lpdA，并且通过接合转移将其导入嗜酸性氧化硫硫杆菌，构建了工程菌A.thiooxidans19377(pJRD215-tac-sucAB-lpdA)，酶活结果表明tac启动子可增强a-酮戊二酸脱氢酶复合体基因在嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达水平。另一方面将pfkA和sucAB-lpdA同时导入嗜酸性氧化硫硫杆菌，构建了工程菌A.thiooxidans19377(pJRD215-pfKA-sucAB-lpdA).　　 为了检测我们构建的工程菌能否提高有机质代谢能力，我们首先研究了嗜酸性氧化硫硫杆菌野生型菌在葡萄糖和TCA循环中的几种有机酸（丙酮酸、柠檬酸、a-酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸）中单独生长的特性，表明(1)在有特殊能源存在的条件下，低浓度的有机质促进菌体生长，使细胞干重增加，随有机质浓度的增加，其抑制菌体生长的作用开始呈现，最明显地是延长菌体生长的延迟期。(2)嗜酸性氧化硫硫杆菌对所选择的几种有机质的敏感强度不同，获得不同有机质抑制菌体生长的初始浓度，其中该菌对柠檬酸的敏感性最差，高达100mM的柠檬酸才使菌体延迟期略有延长，而丙酮酸和草酰乙酸对菌体的抑制作用较强，10-4-10-3M即抑制菌体生长。(3)外源加入的有机质的量随菌体生长减少，说明菌体可以吸收有机质，尽管不清楚有机质进入菌体的机制。(4)嗜酸性氧化硫硫杆菌可在5g/L的葡萄糖中较好地生长，每消耗1mg葡萄糖菌体细胞干重增加0.089mg，推测其存在其它代谢葡萄糖的途径，如HMP途径，此外菌体在葡萄糖中细胞得率的增加表明葡萄糖可部分代替硫粉充当能源物质。在此基础上，我们比较研究了构建的工程菌在葡萄糖、丙酮酸和a-酮戊二酸三种有代表性有机质中的生长特性，与野生菌相比，工程菌确实能较好地利用有机质，有机质不仅参与菌体的物质代谢，还参与菌体的能量代谢，在一定程度上替代硫粉充当能源物质。此外构建的含单个酶基因的工程菌比同时含两种酶基因的工程菌利用有机质能力较好，推测可能原因是导入菌体的外源基因增大，加重了菌体的负担或者是多个基因在表达时相互受到影响。我们的研究不仅可以从理论上为揭示自养菌与异养菌的关系提供实验依据，而且为进一步构建具有优良性状的工程菌提供了方法指导。