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本研究以北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)野生株AS1.299和突变株PD-67的基因组为模板，用PCR方法分别扩增了DAHP合成酶(3-deoxy-D-arabinoheptulosonate-7-phosphate synthase EC:2.5.1.54，DS)I，DAHP合成酶II，磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(phosphoenolpyruvate caoboxykinaseEC:4.1.1.32，PPCK)的基因片段和前端控制序列。核苷酸序列分析结果表明，含有DS I基因的PCR片段全长为2168bp，含有2个ORF。第一个ORF为DAHP合成酶I结构基因，长1101bp，编码一个366个氨基酸残基的蛋白，第二个ORF编码一个功能未知的蛋白；含有DSII基因的PCR片段全长1723bp，含有2个ORF。第一个ORF编码一个功能未知蛋白，第二个ORF为DAHP合成酶II结构基因，长1401bp，编码一个466个氨基酸残基的蛋白；含有PPCK基因的PCR片段全长2.2kb，含有1个完整的ORF。该ORF为PPCK结构基因，长1401bp，编码一个610个氨基酸残基的蛋白。通过同源性比较发现，北京棒杆菌AS1.299的这三种酶与谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC13032的相应的酶的亲缘关系是很近的。含有DAHP合成酶I基因的PCR片段能实现E.coli3257异源互补，含有DAHP合成酶II基因的PCR片段能实现谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)RES167△(0950+2098)异源互补。
突变株PD-67的DS I基因，DS II基因，PPCK基因在C.pekinense PD-67中得到表达，重组菌的这三个酶的酶比活力与宿主菌相比有所提高。重组菌PD-67(pAD1)的DAHP合成酶的酶比活力在稳定期初期达到最高值0.37U/mg，比PD-67(pAK6)中该酶的最高酶比活力提高了1-5倍，在稳定期后期酶比活力开始下降。重组菌PD-67(pAD2)的DAHP合成酶的酶比活力在对数期后期达到最高值0.472U/mg，比同期的PD-67(pAK6)提高了1倍。重组菌PD-67(pAD3)的PPCK酶比活力在对数期中期达到最高值0.280U/mg，比同期的PD-67(pAK6)提高了1.14倍。
重组菌的摇瓶发酵试验结果表明，带有DS I基因的重组菌PD-67(pAD1)的生长模式与PD-67(pAK6)相似；两菌株在稳定期色氨酸产量达到最高，PD-67(pAD1)的色氨酸产量为2.42g/L，比PD-67(pAK6)提高了12.6％。带有DSII基因的重组菌PD-67(pAD2)，在44h以前，生长略慢于PD-67(pAK6)，但在44小时后生长加快，稳定期达到的生物量比PD-67(pAK6)高11.3％；在稳定期两菌株的色氨酸产量达到最高，PD-67(pAD2)为2.03g/L，比PD-67(pAK6)提高了10.9％。带PPCK基因的重组菌PD-67(pAD3)的生长要稍好于PD-67(pAK6)，在稳定期它的生物量比PD-67(pAK6)提高了10.6％；在稳定期色氨酸积累达到最高，但重组菌PD-67(pAD3比PD-67(pAK6)低25.4％。
最后为使研究背景清晰，探索北京棒杆菌PD-67在基本培养基上的色氨酸生产潜力，我们利用响应面分析法对该菌的基本培养基进行优化。实验结果表明，在每升含葡萄糖80g，硫酸铵55g，尿素2.3g，KH2PO40.5g，K2HPO41g，MgSO40.4g，FeSO420mg，MnSO420mg，生物素100μg，硫胺素2135μg，L-苯丙氨酸100mg，L-酪氨酸50mg培养基条件下，北京棒杆菌PD-67具有最大的色氨酸产量3.23g/L，比在优化前的培养基上生长时色氨酸产量提高了约20％。