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葡萄糖二酸（Glucaric acid,GA）是一种自然界普遍存在的天然有机酸,在食品、化工和医药等领域有广泛的应用。本论文以代谢工程改造酿酒酵母强化葡萄糖二酸合成为目标,在酿酒酵母中构建葡萄糖二酸合成途径的基础上,通过过表达肌醇合成途径基因、弱化竞争支路糖酵解途径以及突变限速酶肌醇加氧酶（Myo-inositol oxygenase,MIOX）,强化葡萄糖二酸的积累。主要研究结果如下:（1）酿酒酵母中葡萄糖二酸合成途径的构建和强化。葡萄糖二酸无法在酿酒酵母中直接合成,因此需要构建一条外源合成途径。通过表达小鼠来源的MIOX和恶臭假单胞菌来源的Udh,在酿酒酵母中构建葡萄糖二酸合成途径。摇瓶培养后葡萄糖二酸产量为28.28±3.15 mg?L-1。为进一步强化葡萄糖二酸的生成,分别过量表达肌醇合成途径中关键酶肌醇-1-磷酸合成酶（Myo-inositol-1-phosphate synthase,INO1）和肌醇单磷酸酯酶（Inositol monophosphate 1-phosphatase,INM1/INM2）。结果发现,过量表达INO1使重组菌产量达到107.51±10.87 mg?L-1,提高了2.8倍,而过表达INM1和过表达INM2对葡萄糖二酸的产量没有明显影响,说明INO1是葡萄糖二酸合成途径的限速酶。但继续增强INO1的表达不能使葡萄糖二酸的产量进一步提升。（2）敲除磷酸果糖激酶（Phosphofructokinase,PFK1/PFK2）编码基因,弱化竞争支路。为减少糖酵解途径消耗的6-磷酸葡萄糖,分别敲除重组菌中基因PFK1和PFK2,使胞内碳流量流向目标途径。研究表明,两种基因敲除的重组菌的生长未受到影响,葡萄糖二酸产量均有明显提高,分别为230.22±10.75 mg?L-1及178.99±9.21 mg?L-1,证实了弱化糖酵解途径能有效促进葡萄糖二酸的合成。两者比较,PFK1基因敲除菌株产量更高,说明敲除PFK1对葡萄糖二酸的合成有更好的促进作用。（3）突变葡萄糖二酸合成途径关键基因MIOX,进一步提高葡萄糖二酸的产量。MIOX是葡萄糖二酸合成途径的限速酶,为提高MIOX活性,通过高通量筛选构建MIOX突变体库。将筛选得到的酶活提高突变株K59V/R60A和R171S突变位点引入生产葡萄糖二酸的重组菌中,菌株产量分别达到254.63±12.44mg?L-1和300±9.82 mg?L-1。（4）摇瓶培养条件的优化及对重组菌扩大培养。确定最优初始葡萄糖浓度为40 g·L-1,培养基最适初始pH为7.0,最适装液量为50 m L,最优接种量为15%。经过优化,葡萄糖二酸在摇瓶中的产量达到了360.48±10.20 mg·L-1。在3 L发酵罐中进行分批补料培养,在流加葡萄糖的条件下,发酵108 h,葡萄糖二酸的产量达到了758.91±5.43 mg·L-1。