透明质酸（hyauronic acid,HA）,又称玻尿酸（Hyaluronan）,由于其优异的保水性、润滑性,粘弹性、优良的生物相容性及非抗原性,被广泛应用于食品,化妆品,医疗用品等多个领域,具有广阔的市场前景。传统的HA提取主要通过鸡冠提取,原料来源有限且产量低,提取的透明质酸常混有杂蛋白及其他多糖,提纯困难,不适合大规模生产。目前HA生产的常规方法为微生物发酵生产,常用微生物包括兽疫链球菌、马链球菌等。HA产品对安全性的需求限制了链球菌的发酵应用。因此,构建一种安全经济,营养要求低,产量高的基因工程菌已经成为迫切需要解决的问题。本研究利用合成生物学原理,在食品级安全菌株枯草芽孢杆菌内构建振荡型基因表达回路表达HA,实现了基于重组枯草芽孢杆菌的HA生物合成,同时振荡型基因表达回路克服了传统蛋白表达系统底物分子与目的产物间的供求矛盾,极大改善了工程菌的HA发酵效率,发酵优化产量最高达到8.2 g/L,远高于文献报道的相关重组枯草芽孢杆菌的发酵水平,具有巨大的工业化应用价值。本论文以枯草芽孢杆菌（Bacillus substilis Fast30）为平台菌株,首先利用菌株com QXPA群体感应系统结合tet R/Ptet元件构建了振荡型基因表达调控回路,并通过荧光蛋白表达验证。振荡回路周期性的开关过程有效提高了自诱导启动子PsrfA的表达效率,为后续次级代谢产物重组合成奠定基础。随后将HA合酶基因has A,UDP-葡萄糖脱氢酶基因tua D和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因gta B导入振荡回路构建重组枯草芽孢杆菌表达HA。发酵结束后,利用乙醇沉淀法结合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）络合沉淀法,分离纯化HA样品,并利用红外光谱及核磁共振氢谱进行定性表征。HA初步发酵产量相比自诱导型单启动子表达模式提高了2.7倍,证实了振荡型基因表达系统对于提高HA产量的重要作用。在此基础上,设计单因素实验及正交实验优化工程菌的发酵工艺,确立了最佳发酵培养基:葡萄糖60 g/L,蛋白胨17.5 g/L,酵母粉7.5 g/L,K2HPO41.5 g/L,Mg SO4·7H2O 2 g/L。最佳发酵条件:8%接种量,p H 7.0,100 ml/250 ml装液量,200 rpm,37℃,发酵30 h。优化产量达到8.2 g/L,平均分子量为3.5×10~5Da。综上所述,本研究成功在枯草芽孢杆菌内构建了振荡型基因表达系统。基于该系统表达HA,大大提高了工程菌的HA合成效率与表达产量。表达系统高效的自诱导机制简化了工程菌的发酵步骤,降低了生产成本,具有巨大的工业化应用价值。本研究进一步优化确立了工程菌最佳发酵工艺,为后续发酵体系放大奠定了基础。同时本研究为微生物其他次级代谢产物重组高产合成提供了重要的理论基础和技术参考。