在日益增长的能源和工业产品需求下,以生物基产品替代传统的化学品的生物经济备受关注。随着基因组学、合成生物学的发展,利用重组微生物生产生物塑料、生物燃料等生物基产品有很好的应用前景。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类能够由生物合成的可降解生物塑料。通过改变单体的类型和比例可以改变聚酯类塑料的物理性质,因而利用代谢改造生产不同单体混合的聚酯生物塑料是目前的热点。烃类化合物作为化石燃料的重要组成部分一般从原油中提取,但利用微生物合成脂肪烃的研究也为生物燃料替代化石燃料提供了新的思路。利用木质纤维素原料生产PHB、脂肪烃等生物基产品,有利于降低产品生产成本、节约粮食资源。但利用纤维素原料生产PHB、烃类的报道较少,发酵菌株较难适应当下的木质纤维素体系。本实验室开发的干发生物炼制能有效利用木质纤维素中的可发酵糖,而Corynebacterium glutamicum S9114对该体系中的酚醛类抑制物有很好的适应能力,在谷氨酸发酵中已有很好的应用。本论文以其作为改造出发菌株,利用代谢工程改造引入外源的PHB、脂肪烃合成途径,成功实现了产物的合成,进一步推动纤维素原料生产生物塑料、生物燃料。本文第一部分以C.glutamicum S91 14-△ldhA1::xylAB为出发菌株,引入来自罗氏真养菌Ralstonia eutropha H16的PHB合成途径,得到了能合成PHB的JH01菌株。本研究还尝试了增加底物乙酰辅酶A的供给、强化合成代谢等策略进行代谢改造,发现过表达合成途径基因能使PHB含量提高到原来两倍。此外研究中还发现表达PHB合成的辅助基因phaP有最好的提升效果,最终得到19.51%的PHB含量以及2.36 g/L的PHB产量。本文的第二部分是针对C.glutamicum S9114的产烃代谢改造。通过导入来自蓝藻Synechococcus elongatus PCC7942的脂肪烃合成途径得到产烃菌株HW4,检测发酵液产物发现有C21-C30的超长链烃以及大量脂肪酸,发酵测得总烃产量为18.77 mg/L。推测超长链烃合成机制和脂肪酸代谢和分枝菌酸代谢有关,并利用qRT-PCR分析相关基因表达情况。对于影响产物检测的大量脂肪酸,本研究导入脂肪酸脱羧酶OleTJE、OleTMC基因,消耗积累的脂肪酸并得到C12-C17的长链烯烃。通过本论文的研究,在C.glutamicum S9114基础上得到了能够合成PHB的JH01菌株以及能生产脂肪烃的HW4菌株,通过代谢改造增加了产物产量。对PHB增产的改造研究和超长链烃机制研究为接下来的进一步增产改造提供了新的思路。