中文摘要：

中国是世界柠檬酸大国，但长期以来对黑曲霉高产柠檬酸的分子机制知之甚少，其分子改造技术发展缓慢。本研究从以下四点探求黑曲霉工业菌株高产柠檬酸的分子基础。1，首次构建黑曲霉的调控网络，包含250个转录因子和156对转录调控关系。2，针对细胞工厂设计中提升细胞工厂转化率和转化速度的需求，开发了代谢网络酶删除预测算法ReacKnock、基于细胞代谢/调控整合网络直接基因删除算法RegKnock和从全基因组代谢网络预测最小平衡网络的算法，其中基因敲除预测速度比文献提高数十倍。3，对柠檬酸工业生产菌株进行了基因组测序，使用iTRAQ标记定量蛋白质组技术联合LC-MS/MS定量测定了黑曲霉发酵过程蛋白质组，鉴定出793组胞内蛋白和56组胞外蛋白，一些发现为工业菌株的分子改造提出新思路。4，针对国内柠檬酸工业菌株分子改造的技术瓶颈，建立了生产菌株的原生质体制备与DNA转化方法，通过无痕敲除方法敲除了非同源重组的关键基因Ku70，将同源重组效率提高10倍，高效的分子遗传操作系统为后续系统代谢工程奠定了基础。成功地将强启动子控制的黑曲霉特异性的AOX2基因插入到黑曲霉基因组，有望进一步提高其产柠檬酸的能力