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生物表面活性剂是微生物调节自身代谢分泌的一种具有两亲性的产物。与化学表面活性剂相比,生物表面活性剂以其生物降解性、安全无毒或低毒、表面活性稳定、生物活性丰富等特性备受关注。随着人们对能源节约和环境保护意识的增强,生物表面活性剂替代化学合成表面活性剂必将成为趋势,这也是实现可再生资源绿色转化的途径之一。甘露糖赤藓糖醇脂(MELs)是一种重要的糖脂表面活性剂。它不仅具有良好表面活性、较低的临界胶束浓度、自组装性质等,还具有许多特殊的生理活性,可应用于环保、食品、化妆品、医药、农业等领域。因此,其产业化前景广阔。但由于其代谢途径不清楚,导致MELs的产量低,加之其结构复杂,活性作用机理多样,限制了其产业化。基于此,本论文对MELs的发酵生产、代谢调控机制及活性应用等方面进行了研究,主要研究结果如下：(1) Pseudozyma aphidis是合成MELs的潜力菌株。本论文选用Pseudozyma aphidis DSM70725为发酵菌株,采用P lackett-Burman设计和响应面分析法,对影响Pseudozyma aphidis DSM70725代谢合成MELs的发酵培养基各组分进行优化,获得了稳定高产MELs的最优化培养基成分,并对Pseudozyma aphidisDSM70725利用优化前后培养基发酵产MELs的动态过程进行比较。进一步采用溶剂萃取、硅胶柱层析法分离纯化发酵后的产物,运用LC-MS、GC-MS、NMR等技术手段对产物的结构进行了鉴定,研究发现双乙酰化的MEL-A是Pseudozyma aphidis DSM70725合成产物的主要类型,约为78.3%,其结构中酰基化了长度为中短链、具有不同不饱和度的脂肪酸(C8-C14)。(2)硝酸钠是代谢合成MELs的重要无机氮源。在氮源限制条件下P. aphidisDSM70725能够代谢合成MELs和CLs。首次采用RNA-Seq de novo测序和DGE(数字化基因表达谱)技术相结合的方法,研究了P. aphidis DSM70725在氮源限制(无硝酸钠)条件下代谢合成MELs和CLs的表达谱,并在此基础上通过KEGG和GO分析总结了影响MELs和CLs合成的关键基因和差异基因及其所分布的代谢途径。同时发现在氮源限制条件下,MELs合成相关的基因总体下调。(3) MEL-A在极端温度、高盐浓度、高酸碱度条件下具有稳定的表面活性性。不同浓度的MEL-A能够在水中形成纳米级粒径的体系,其中MEL-A/DLPC(卵磷脂)体系具有热力学稳定性,作为载体对白桦脂酸、维生素E和α-亚麻酸等疏水性分子有较好的包埋作用。同时研究了MEL-A能够诱导小鼠黑色素瘤B16细胞凋亡,研究发现其凋亡机制可能与MEL-A引起内质网应激有关。