随着世界对能源需求量的日益增加和石化燃料燃烧排放的二氧化碳等温室气体而导致的环境问题日益严重，人们开始积极寻找可再生的清洁能源作为替代能源。生物能源作为其中之一，它的发展越来越受到人们的重视。而生物乙醇作为一种主要的生物燃料，受到了工业界和学术界越来越多的关注。目前生物乙醇的生产由于存在“与人争粮”（粮食基生物乙醇）或生产成本太高（纤维素基生物乙醇）的问题，其工业化生产受到严重制约。光合微生物蓝藻可以通过光合作用固定二氧化碳直接合成目的有机化合物，因此通过基因工程手段改造蓝藻，将乙醇的代谢途径导入蓝藻中，可以实现由二氧化碳到乙醇在生物体内的一步合成。在本研究中，作者采用了一个整合生物加工过程的策略，将光合作用生成生物质和微生物转化合成乙醇整合到一个宿主蓝藻Synechocystissp.PCC6803中进行，该藻株可以通过光合作用利用二氧化碳直接生成乙醇，可以大大提高生产效率。　　 该研究的主要内容和结果如下:　　 第一，在集胞藻PCC6803中表达了来自于运动发酵单胞菌Zymomonasmobilis的丙酮酸脱羧酶基因pdc和乙醇脱氢酶基因adhⅡ，Westernblot结果显示两个蛋白都得到了很好的表达，在集胞藻PCC6803中成功构建了运动发酵单胞菌的乙醇合成途径，该菌株Syn-XT43在摇瓶中通气培养乙醇的最高产量为0.4g/L。　　 第二，在集胞藻PCC6803中表达了来自于运动发酵单胞菌Zymomonasmobilis的丙酮酸脱羧酶基因pdc和来自子集胞藻PCC6803自身的乙醇脱氢酶基因slr1192，Westernblot结果显示两个蛋白也都得到了很好的表达，该菌株Syn-ZG25在摇瓶中通气培养乙醇的最高产量为0.65g/L。　　 第三，在集胞藻PCC6803基因组的slr0168和phaAB两个位点同时整合了丙酮酸脱羧酶基因pdc和来自于集胞藻PCC6803自身的乙醇脱氢酶基因slr1192，Westernblot结果显示在该菌株Syn-HZ24中，两个蛋白的表达量比只在slr0168位点整合两个基因的菌株Syn-ZG25提高了一倍左右，在柱式光反应器中培养，并接上乙醇冷凝回收装置，乙醇产量大幅度提高，最高达到5.5g/L。　　 第四，筛选了9个来自于蓝藻自身的乙醇脱氢酶基因，分别是来自于来自于集胞藻PCC6803的slr1192、slr0942和sll0990，鱼腥藻7120的all0879、alr0895、alr0897、all2810和all5334，聚球藻7942的Synpcc7942_0459，将它们分别与丙酮酸脱羧酶基因pdc在E.coli中共表达检测其催化合成乙醇的能力，结果表明slr1192的催化活性最高。　　 第五，成功纯化了乙醇脱氢酶slr1192，并作了动力学参数测定，它更倾向于用NADPH作为还原力。slr1192催化反应的最适pH值是8，Zn2+和Co2+对slr1192的活性影响最大，但是高pH值以及高浓度的金属离子浓度对Syn-ZG25的乙醇产量没有显著影响。　　 第六，检测了20℃培养条件下Prbc、Prnpb、Prbpl和PnrtA四个启动子对乙醇合成能力的影响，结果表明效果最好的两个启动子是Prnpb和Prbc，其次是pntrtA和Prbpl;含有PnrtA启动子的Syn-ZG74可以用硝酸盐诱导乙醇的合成，但是产量低，Prbpl没有诱导效果。　　 第七，检测了不同水质和缺氧的培养条件对Syn-ZG25乙醇产量的影响，结果表明这两种培养条件对乙醇产量影响不大，但是在缺氧的培养条件下乙醇的生产周期相对延长。