葡萄糖二酸是一种普遍存在于自然界中的葡萄糖二元羧酸衍生物,是具有高附加值的平台化合物,被广泛用于疾病治疗、化工合成和食品加工等领域,具有广阔的市场前景。近年来,微生物法由于其生产葡萄糖二酸成本低、污染小且绿色环保等优点受到专家学者的重视。黑曲霉是食品安全菌株,以其背景清晰,耐酸性强,可利用廉价碳源且转化率高等优点被应用于多种有机酸的工业生产中,是理想的葡萄糖二酸生产菌株。本研究以实验室构建的含有Cre/loxP系统的黑曲霉S834为出发菌株,利用代谢工程的改造策略,在黑曲霉中建立葡萄糖二酸的合成通路,强化合成通路和外泌途径,建立辅因子循环系统并降低支路代谢碳通量进一步提高葡萄糖二酸的合成水平,构建葡萄糖二酸生产菌株,为微生物高效生产葡萄糖二酸及下游相关产品奠定基础。本文具体研究结果如下:（1）以黑曲霉S834为出发菌,构建葡萄糖二酸合成通路。通过查阅文献及BLAST比对,发现黑曲霉中具有完整的葡萄糖醛酸合成通路,缺少将糖醛酸氧化为葡萄糖二酸的糖醛酸脱氢酶,因此在黑曲霉中成功表达了Pseudomonas putida KT2440来源的ppudh,得到第一代葡萄糖二酸生产菌株S985,其摇瓶发酵产量为18.74 mg/L。（2）强化黑曲霉的合成和外泌能力,促进葡萄糖二酸的积累。在黑曲霉中依次成功表达了自身来源的anmioxA、Saccharomyces cerevisiae S288C来源的ScJEN1和自身来源的aninoA,使第四代改造菌S2086的产量达到102.10 mg/L,较第一代改造菌S985产量提高了4.5倍,说明黑曲霉中葡萄糖二酸的合成通路得到强化,增强葡萄糖二酸的胞外转运可降低胞内的合成压力,提高产量。（3）构建辅因子循环系统,维持胞内氧化还原平衡,促进葡萄糖二酸的合成。在黑曲霉中成功表达了Lactococcus lactis subsp.cremoris MG1363来源的llnox,为葡萄糖二酸的合成提供NAD+,使第五代改造菌S2390的产量为115.65 mg/L,较上一代菌株产量提高13.3%,说明胞内氧化还原平衡系统的建立可以进一步提高葡萄糖二酸的产量。（4）弱化支路代谢,提高葡萄糖二酸的合成水平。在S2390的基础上成功弱化了pfkA和zwf的表达,提高了葡萄糖二酸合成通路的碳通量,使第七代改造菌S2635的产量达到313.65 mg/L,较第一代改造菌S985合成水平提高了15.7倍,说明弱化碳源的支路代谢对产量的提升具有重要意义。