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红曲霉自古是我国传统的发酵菌种,在食品领域应用很广,而红曲色素也是一种被允许添加到食品中的重要的天然色素。而近些年来,随着人们对红曲霉越来越深入地研究和了解,发现红曲霉可以产生多种次级代谢产物,如莫纳可琳类物质、麦角固醇、p-氨基丁酸、葡糖胺以及各类酶类物质。这使得红曲霉的应用领域得到进一步地扩大。但是,1995年法国科学家Blanc等人从红曲霉产物里分离出了一种真菌毒素,后来证实为桔霉素。桔霉素会对人体的肾脏产生毒害作用。桔霉素的存在,成为红曲霉产业的一个瓶颈,严重影响了红曲霉产品的生产及出口。为了获得红曲霉桔霉素相关基因,本研究利用农杆菌介导转化法,成功构建了包含927个突变子的红曲霉突变库。经过抑菌圈实验初筛及PCR验证,得到11株桔霉素产量降低的突变株。通过Tail-PCR扩增,得到了一株突变子中T-DNA侧翼序列,经基因测序以及比对,其与米曲霉中与烯酮/烯酯还原酶有关的RIB40基因具有75%的相似度。为了获得低产桔霉素或不产桔霉素的改造菌株,本研究利用基因敲除技术对桔霉素基因簇中的一个功能基因进行了缺失。根据桔霉素基因簇中开放阅读框3(ORF3)的上下游序列设计引物,扩增出1021bp的上游片段和1009bp的下游片段；利用ApaI和XhoI对上游片段进行酶切、SmaI和XbaI对下游片段进行酶切,并与同样酶切的pUCH2-8载体进行连接,成功构建了基因敲除载体,并利用PCR和酶切对敲除载体进行了验证。将敲除载体转入红曲霉菌株后,利用抗性筛选和PCR验证获得了一株目标基因敲除突变株。对突变株的色价和桔霉素产量进行检测检测,发现突变株的桔霉素产量降低到野生株的3.525与野生株相比,突变株的黄色素产量提高了89.9%,橙色素提高172.1%,红色素提高140.6%。这一结果显示,由于色素的合成与桔霉素的合成需要共同的底物,桔霉素合成途径的阻断,导致底物向色素途径转移,从而提高色价。本研究通过突变库筛选获得了一个桔霉素合成相关基因,并利用基因敲除对桔霉素合成基因簇中的一个基因的功能进行了验证,本研究的开展对进一步研究桔霉素合成途径及构建不产桔霉素的菌株具有帮助和借鉴作用。