化石燃料的过度使用引起了人们对全球污染的关注,推动了清洁能源的开发。微生物燃料电池可以实现将化学能转化为电能,是一种环境友好的产能装置,具有广阔的应用前景。希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1）是研究较充分的一种产电菌,但仅可利用有限的碳源,如乳酸,这阻碍了其广泛的应用。直接在希瓦氏菌中整合异源碳代谢路径可以扩大其碳源谱,但复杂的长路径增加了菌株的代谢负担,导致其产电效率降低。相较于微生物单独培养,微生物群落可以通过分工合作完成更复杂的代谢任务。乳酸是一种天然存在的有机酸,也可作为许多微生物的碳源,在食品和化工等领域有重要应用。传统乳酸生产主要依赖乳酸菌发酵,但其培养基复杂且耐酸性差,限制了大规模生产。酿酒酵母是第一个完成全基因组测序的真核生物,它也是一种重要的真核细胞模式生物。酿酒酵母具有较好的耐酸性和鲁棒性,所需培养基简单经济,这些特性使其成为非常适用于工业生产的微生物。然而,酿酒酵母具有葡萄糖阻遏效应,利用葡萄糖会产生大量副产物乙醇。为了获得高产乳酸的酿酒酵母,我们首先通过敲除编码丙酮酸脱羧酶的基因PDC1,PDC5,PDC6和编码乙醇脱氢酶的基因ADH1和ADH4来阻断乙醇合成路径,构建一株不产乙醇的酿酒酵母;随后整合LDH基因,使酵母菌株可以代谢葡萄糖产乳酸不产乙醇;最后通过进一步整合一条温和的木糖代谢路径,使酿酒酵母可以利用葡萄糖和木糖构成的混糖发酵产乳酸。为扩大希瓦氏菌可利用的碳源范围,本研究构建了乳酸介导的酿酒酵母-希瓦氏菌混菌体系,酿酒酵母（发酵菌）将葡萄糖和木糖转化为乳酸,而希瓦氏菌（产电菌）利用乳酸产电。由于酿酒酵母细胞较大,其可以沉积于阳极室的底部,不会在碳布上形成生物膜,进而提高产电菌的电子传递效率。通过调整共培养环境的pH和组分,混菌体系可以利用葡萄糖和木糖共生并产电。为了使混菌系统产能最大化,进一步优化了菌群比例和碳源浓度,同时在希瓦氏菌中整合了flavins合成路径。最终,优化后的重组希瓦氏菌和酿酒酵母组成的混菌系统最大输出功率密度达到了238.7±14.5 mW/m~2。在适合的碳源浓度下,该混菌系统实现了互利共生,将碳源中的化学能转化为了电能,同时利用下游电子流的拉动作用促进碳代谢流向电能的高效转化。该研究为微生物燃料电池研究提供了新思路。