丁三醇(BT)是一种重要的精细化工品。它可以应用于军工、医药、高分子材料等多个领域。目前,国内外多家实验室均初步构建了从D-木糖到D-1,2,4-丁三醇的生物合成路线,但目的产物产量与底物转化率均较低。且还没有学者进行针对BT的小规模发酵实验。本研究针对以上的一些问题开展了深入研究。首先,建立了大肠杆菌45种外排泵对13种醇类的外排效果热图,通过此图,可以直接地筛选出与对于包括BT在内的13种醇类中任意一种醇类外排效果最好的外排泵。本研究筛选出两个BT外排相关的转运蛋白Mdt和Yde A。它们的过量表达有效的提高了菌株对BT的耐受性和生物合成BT工程菌的产量。针对基因表达水平的优化,本实验确定了BT生物合成质粒的最优启动子为IPTG诱导型启动子。相较于两个不同表达强度的组成型启动子,IPTG诱导型启动子得诱导效果更好。与对照菌株相比,在提高了BT合成途径中重要基因mdl C的表达量后,BT产量显著提高。将mdl C基因和外排泵基因mdt H同时过表达于低拷贝数质粒p BBR1MCS中,构建了BT合成最优菌株MJ138K-10,它的BT产量为4.8g/L。摇瓶发酵中,最佳的初始葡萄糖浓度确定为5g/L。最佳的发酵装液量为50ml。针对小规模发酵实验,对发酵过程中的参数,p H,溶氧等进行控制,并采用流加补料的方式,最终将BT生物合成产量从摇瓶发酵的4.4g/L提高到了18.8g/L。