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门多萨假单胞菌NK-01（Pseudomonas mendocina NK-01）菌株由本实验室分离自天津农田土壤，能够在限氮条件下利用葡萄糖同时合成中长链聚羟基脂肪酸酯(medium-chain-length polyhydroxyalkanoates，PHAMCL)和褐藻寡糖(Alginate Oligosaccharides,AO)。 为了更深入了解该菌的遗传背景，本研究对P.mendocina NK-01进行了全基因组测序，并对基因组测序数据进行了生物信息学分析，包括复制起始位点的预测、基因组岛的预测、原噬菌体的预测分析、密码子使用频率分析和限制修复系统分析等。并根据KO(KEGG Orthology)比对分析结果，总结了P.mendocina NK-01从葡萄糖的摄取到PHAMCL合成的相关代谢途径，为该菌的代谢通路改造提供支持。 同时本研究通过敲除phaC1ZC2基因构建了PHAMCL合成缺陷菌株，并分析其与野生菌株在转录组水平上的变化，发现有121基因转录水平发生上调，包括脂肪酸降解途径、乙酰乙酸合成途径相关基因、DNA解旋酶基因和铁载体合成相关基因等;68个基因转录水平发生下调，包括PHA颗粒相关蛋白编码基因phaF和phaI、PHA前体合成相关基因phaG、葡萄糖转运及磷酸戊糖途径相关基因等，为深入开展该菌株的分子生物学研究奠定了基础。 本研究利用自杀质粒结合upp反向筛选标记大片段无痕敲除方法，成功敲除了NK-U(P.mendocina NK-01△upp)菌株的褐藻寡糖合成操纵子alg，得到菌株NK-U-1。发酵实验结果表明，褐藻寡糖合成缺陷菌株与NK-U相比，PHAMCL产量没有明显变化，但是菌体于重有所提高。 基因组信息分析发现，在褐藻寡糖合成途径之外，NK-01菌株中还存在UDP-D-glucose和dTDP-L-rhamnose的合成途径。这两种糖核苷酸合成途径可能和PHAMCL合成途径存在竞争关系。在菌株NK-U-1基础之上，本研究敲除了galU基因，阻断了UDP-D-glucose合成途径，得到突变株NK-U-2。摇瓶发酵结果表明，NK-U-2的菌体干重和PHAMCL产量分别提高了11.2％和34％，达到3.55±0.23g/L和1.05±0.07 g/L。在菌株NK-U-2基础之上，本研究敲除了rmlC基因，阻断了dTDP-L-rhamnose合成途径，得到突变株NK-U-3。摇瓶发酵结果表明，NK-U-3的菌体干重和PHAMCL产量都大幅度降低。rmlC基因单敲除菌株与NK-U-3菌株的生长速率基本一致，证明dTDP-L-rhamnose合成途径的阻断能够影响了P.mendocina NK-01菌株的正常生长。 PhaG蛋白是脂肪酸合成和PHAMCL合成的关键因子。为了进一步提高PHAMCL产量，在菌株NK-U-2中利用表达载体pBBR1MCS-2过表达了克隆自P.mendocina NK-01的phaG基因。NK-U-2/phaG菌株的发酵结果表明，PHAMCL的产量和菌体干重都大幅度降低，但是，PHA在菌体干重中的占比却提高到51％。