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聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是具有生物相容性、生物可降解性,其可以代替石油化工塑料的一类天然高分子物质。除了作为可降解生物塑料的添加剂之外,在食品、再生医疗、制药等领域也具有广阔的应用前景。然而,PHAs的生产过程存在发酵成本较高、商品化的PHAs类型有限等问题,阻碍了此类生物高分子的进一步应用开发。本研究主要对具有PHA合成能力的耐热假单胞菌Pseudomonas sp.SG4502的培养条件进行了优化,分析其作为PHA生产菌株的可能性,并在分子水平方面探讨了该菌株与PHA合成的相关基因对其PHA合成影响。首先,Pseudomonas sp.SG4502的优化结果表明,该菌株分别以1%(w/v)辛酸钠和1%(w/v)甘油为碳源,1%(w/v)尿素为氮源,在45℃,pH 8.0的培养条件下,可获得粘稠的固体产物约为0.26 g/L。GC-MC、~1H-NMR的结果表明,以辛酸钠为碳源合成产物为3-羟基辛酸(3HO)、3-羟基癸酸(3HD)和3-羟基十二烷酸(3HDD)的中长链混合聚酯;以甘油为碳源合成产物为3-羟基癸酸(3HD)和3-羟基十二烷酸(3HDD)的中长链混合聚酯。以辛酸钠为碳源合成产物的分子量为3298 Da,分散度为4.56;以甘油为碳源合成产物的分子量为3105 Da,分散度为4.61。其次,在分子水平上,利用基因工程技术将强启动子tac插入该菌株的PHA合成酶基因phaC1和phaC2的上游,构建了重组菌株Pseudomonas sp.SG4502+tac-phaC1和Pseudomonas sp.SG4502+tac-phaC2。通过尼罗红染色法荧光检测、实时定量荧光PCR、~1H-NMR、GC-MS等方法,探讨了强启动子tac基因对phaC基因的转录水平和合成PHA产量、结构以及性质的影响。结果表明,以1%辛酸钠(w/v)为碳源,与野生株对比,重组株+tac-phaC1和+tac-phaC2提高了phaC基因的转录水平;三株菌株的PHAs合成产量分别为0.26 g/L(野生型)、0.13 g/L(+tac-phaC1)和0.40 g/L(+tac-phaC2)。三株菌种合成PHAs的组成均为含有中长链3HO、3HD和3HDD的具有良好热性能的混合聚酯。合成聚酯的分子量和分散度分别为3298 Da、4.56(野生型),4965 Da、2.67(+tac-phaC1),5480 Da、2.52(+tac-phaC2)。差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)结果表明,三种菌株合成的PHAs的熔融温度均在60～65℃范围内,玻璃化转变温度T_g均在-38.4～-40.9℃范围内,均具有MCL-PHA低熔融性质;对比野生型的分解温度356.7℃,重组株菌的分解温度有所提高,分别为365.1℃、371.4℃。这些结果说明重组菌株合成PHA的热稳定性比野生型合成PHA的热稳定性好。最后,利用抗性插入法敲除了Pseudomonas sp.SG4502的降解酶phaZ基因,构建了敲除株Pseudomonas sp.SG4502?phaZ。利用尼罗红荧光染色发光、实时定量荧光PCR、~1H-NMR、GC-MS等方法,探讨了敲除降解酶phaZ基因对合成酶相关基因的转录水平和合成PHA产量、结构及性质的影响。结果表明,以1%(w/v)辛酸钠为碳源,对比野生型菌株,敲除株Pseudomonas sp.SG4502?phaZ,降低了phaZ基因的转录水平,同时提高了phaC基因的转录水平;敲除株Pseudomonas sp.SG4502?phaZ的PHA合成量为0.32 g/L,比野生型高出0.06 g/L,合成PHA的组成单体与野生型菌株的结果一致。敲除株Pseudomonas sp.SG4502?phaZ产物的分子量为7675 Da,分散度为2.604。DSC和TG结果表明敲除株合成的PHA熔融温度为63.94℃,玻璃化温度为-36.69℃,分解温度为366.68℃,与野生型产物对比,分子量明显增加,分散性明显降低,Tg和Tm均降低,分解温度明显提高,具有低熔融温度和良好的热性能。本研究的研究结果为Pseudomonas sp.SG4502利用廉价的碳源降低PHA合成成本,为其在分子水平上提高PHA合成能力提供了基础数据,并为其它PHA合成菌的相关研究提供参考。