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聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates，简称PHA），是一类通常由细菌和某些嗜盐古菌，在外界不平衡生长条件下，所合成作为微生物的内碳源和能源物而被微生物储存起来的物质。PHA的物理性质与传统塑料的物理性质相似，而又具备了传统塑料所不具备的可生物降解性。从而，使得PHA成为传统塑料潜在的替代品，除了可以用做塑料之外，以PHA为基础的材料还广泛用做包装膜，骨骼的替代品，人工血管和支撑材料。然而，PHA昂贵的生产成本成为阻止它商业化的关键问题。为了降低PHA生产成本，主要考虑增加PHA产量和降低工艺操作难度。作为一种极端嗜盐菌，Haloferax mediterranei有积累PHA的能力。与其他广泛应用的淡水菌相比，Haloferax mediterranei拥有更多的优势。第一，Haloferax mediterranei是已有报道的菌中，PHA积累量最大的;其次，由于Haloferax mediterranei能够在高盐环境中生存，所以，利用Haloferax mediterranei发酵生产PHA时，可以在开放体系中进行，省去无菌操作的花费;最后Haloferax mediterranei在淡水中容易细胞破裂，使得利用Haloferax mediterranei生产PHA方便于下游PHA的回收。然而，Haloferax mediterranei在利用外碳源合成PHA的同时，还能够合成胞外多聚物EPS。PHA和EPS的合成都需要利用外界碳源，两者对外碳源存在着竞争关系。所以，EPS的合成必然会导致PHA的合成量降低。PHA和EPS的合成与工艺条件密切相关，通过优化Haloferax mediterranei合成PHA与EPS的关键工艺条件，能够使Haloferax mediterranei最高效率的利用外碳源合成PHA。 本研究中，研究pH，曝气量和C/N对Haloferax mediterranei合成PHA和EPS的影响，并且选择逆向影响因素进行转录组分析。pH实验结果表明，pH的变化对PHA和EPS的合成具有重大影响。在pH=7.0的条件下，PHA的产量最大，为59.4wt％。而在pH=8.5的条件下，有最大PHA比合成速率，而此时EPS的合成受到限制，证明PHA和EPS之间对于底物确实存在竞争关系。而pH=5.5时，PHA和EPS的合成都受到抑制。所以，确定最佳PHA合成pH为7.0。从曝气量实验结果来看，曝气量对Haloferax mediterranei合成的影响体现在低曝气量和高曝气量都会使得Haloferax mediterranei的PHA合成与EPS合成被抑制。在低曝气量的条件下，PHA几乎不积累，EPS的积累也受到明显抑制，而在过量曝气的条件下，PHA的积累量与正常条件下PHA积累量相差不大，而EPS的产量却大幅降低，从经济性上分析，确定0.8ml/min的曝气量条件为最佳PHA积累条件，此时，PHA的细胞含量为57.21wt％。C/N比实验结果表明，氮素浓度对PHA和EPS的合成具有重大影响。PHA容积产率、EPS容积产率和生物量都随着氮素浓度的增加而增加。而氮素的缺乏会加速EPS的积累。最高PHA细胞产量是在C/N=35时观察到的，其PHA产量为47.22wt％，而相反的，最大EPS产量为733.58mg/L，发生在C/N=5的条件下。在C/N=35的条件下，PHA的产率系数占PHA和EPS总产率系数的92.8％，说明此时碳源主要用于合成的物质是PHA。C/N=35的条件是PHA最佳合成条件。由于C/N对Haloferax mediterranei合成PHA与EPS的影响为逆向影响，选择C/N条件进行转录组分析。转录组分析结果表明，随着氮素浓度升高，trkA，phaC和DPM1三个关键基因出现明显上调或者下调，证明了C/N对Hatoferax mediterranei吸收营养物质、PHA合成和EPS的合成具有显著影响。 本研究研究关键工艺条件对Haloferax mediterranei竞争性合成PHA和EPS的影响。确定了Haloferax mediterranei合成PHA的最佳条件，对于进一步降低PHA的合成成本具有重要意义。