微生物群落的形成依赖于菌群的代谢交互作用，阐释这种作用有利于理解微生物群落的动力学行为。本研究针对产酮古龙酸杆菌和巨大芽孢杆菌组成的维生素C二步发酵的微生物群落系统。运用定量PCR和气象色谱-飞行时间质谱联用技术，分别系统定量地分析了大范围接种密度和接种比例下菌群数量和代谢的动态变化。结果表明巨大芽孢杆菌可启动产酮古龙酸杆菌的生长和扩增，而产酮古龙酸杆菌也促进巨大芽孢杆菌的生长。菌群代谢物组的主成分分析表明了群落的中心碳代谢、核酸和氨基酸代谢中的中间物的变化趋势。该研究为表征微生物群落的动力学特征和优化维生素C发酵生产提供了指导。在此基础上对产酮古龙酸杆菌的关键产酸途径进行了基因水平的优化改造。对山梨糖转化的关键途径基因进行扩增表达，提高了两菌体系的糖酸转化能力。