法呢醇（Farnesol,FOH）是一种广泛分布在大自然中的无环倍半萜烯,它具有多种生物学功能,如信号转导,群体感应,细胞增殖,细胞凋亡和真菌菌丝抑制等,它也是抗炎症和抗癌药物的重要原料。辅酶Q₁₀(Co-enzyme Q₁₀,CoQ₁₀)分子是由一个苯醌环母核和一个十聚异戊二烯疏水侧链组成,是电子传递链中起电子传递作用的必需辅助因子。CoQ₁₀具有抗脂质过氧化和参与细胞能量代谢作用,在多种疾病治疗和药物合成中有着重要作用。该研究利用类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）作为出发菌株,通过代谢工程手段改造R.sphaeroides实现FOH和CoQ₁₀的高效联产。FOH和CoQ₁₀的生物合成途径具有一个重要的共同合成前体—焦磷酸法尼酯（Farnesyl pyrophosphate,FPP）。FPP是CoQ₁₀十聚异戊二烯侧链合成的基本单位,同时FPP也可以经过焦磷酸化酶或萜烯合成酶催化直接合成FOH。FPP在原核生物胞内通过2-甲基赤藓糖醇4-磷酸途径（MEP）合成。本研究以CoQ₁₀高产菌株R.sphaeroides GY-2为出发菌株,过表达四种基因,分别是来源于R.sphaeroides 2.4.1的磷酸化酶基因（phosphatidylglycerophosphatase B,pgpbR）编码碱性磷酸酶;来源于E.coli T1的碱性磷酸酶（phosphatidylglycerophosphatase B,pgpbE）;来源于二穗短柄草（Brachypodium distachyon）的倍半萜合成酶基因（sesquiterpene synthase,atps）;以及来源于玉米（Zea mays）的萜烯合成酶基因（terpene synthase,tps）。这四种基因的过表达使得类球红细菌FOH产量相对于出发菌株GY-2提高25%-50%,其中tps基因的过表达使得FOH的产量比出发菌株提高了50%,效果最为明显,而改造后菌株的CoQ₁₀产量并无显著变化。为了进一步提高FOH和CoQ₁₀的合成量,我们运用RNA干扰技术,抑制FOH和CoQ₁₀合成的竞争途径番茄红素合成途径的关键酶八氢番茄红素合成酶基因（phytoene synthase,psy）的转录,尽可能使碳通量集中于目的产物合成。将psy抑制效果最强的菌株命名为RS-RNAiPSY,其FOH的产量比出发菌株提高了26%,而CoQ₁₀产量与对照相比并无显著变化。我们再以RS-RNAiPSY为出发菌株过表达三种FOH合成酶基因,分别命名为:RS-RNAiPSY-pgpbE、RS-RNAiPSY-tps和RS-RNAiPSY-atps,发现RS-RNAiPSY-tps菌株FOH产量最高,达到35.04 mg/L,比野生型FOH产量提高135%,而RS-RNAiPSY-pgpbE和RS-RNAiPSY-atps两株重组菌在FOH提高的同时,也发现CoQ₁₀产量有所下降。我们还在5L发酵罐上进行了小试实验,这些实验数据表明,本研究中用于强化FOH产量,并实现FOH和CoQ₁₀高效联产的策略是有效的。有望通过对类球红细菌RS-RNAiPSY-tps菌株的进一步研究,初步实现FOH和CoQ₁₀的工业化联产。