丁二胺（Putrescine,腐胺）,作为合成高性能塑料尼龙4,6的前体物质,具有重要的工业价值。目前,丁二胺的规模化生产主要依赖化学合成,虽然工艺成熟,但生产原料为难以再生的石油产品,不符合可持续发展的要求,且化学反应需使用昂贵的催化剂,反应条件也相对苛刻。因此,需要寻找一种以可再生资源为原料,绿色高效地合成丁二胺的方法。生物法因具有绿色可持续,反应条件温和,环境污染小等优势得到了广泛关注。近年来,研究者们利用微生物发酵的方法成功获得了一定量丁二胺的积累,但目前仍存在一些问题:发酵液体系的复杂性给丁二胺的定量检测带来一定困难,如何准确评价生产菌株的性能成为亟待解决的问题;微生物中天然存在的丁二胺合成途径难以实现丁二胺的高效积累,产量远远无法达到工业生产的要求。针对上述问题,开展了以下三部分研究:（1）前期实验发现,丹磺酰氯作为衍生化试剂被用于生物法生产丁二胺的定量测定时,发酵液中的复杂成分会对检测产生严重干扰,导致结果显著偏差。通过解析发酵液成分对丁二胺检测的影响规律,绘制了校准曲线,并利用其对检测结果进行校准以消除常规检测过程中的误差。经改进后,该方法的检测误差小于7.96%,提高了检测的准确性,解决了丁二胺生物合成过程中的产物难以准确定量的问题。（2）工程菌大肠杆菌BL21（DE3）胞内的ADC（arginine decarboxylase,精氨酸脱羧酶）途径包含精氨酸脱羧酶（编码基因speA）和胍丁胺酶（编码基因speB）这两种酶,用于催化精氨酸合成丁二胺,通过提高ADC途径中两个关键酶基因的表达水平,可增强菌株对精氨酸的转化效率并积累丁二胺。本研究选择了三种不同拷贝数的表达质粒（低拷贝质粒pCOLADuet,中拷贝质粒pETDuet,高拷贝质粒pRSFDuet）来协调目的基因的表达,利用上述质粒构建三株生产菌株PUT1（携带pCOLADuet-speA-speB质粒）,PUT2（携带pETDuet-spe A-speB质粒）和PUT3（携带pRSFDuet-speA-speB质粒）,并在添加了12 g·L^-1精氨酸的培养基中进行发酵实验,结果表明,携带中拷贝表达质粒的菌株具有最佳生产性能,且其目的蛋白的表达量及体外酶催化性能均为最高,丁二胺产量从1.64 g·L^-1提高到了3.94 g·L^-1。（3）为进一步提高精氨酸转化效率和丁二胺产量,对培养基成分、发酵条件以及补料策略进行了优化,最终确定生物法生产丁二胺的最适条件为:以SOB培养基作为发酵培养基,初始葡萄糖浓度8 g·L^-1,在发酵过程中流加葡萄糖和精氨酸,搅拌转速为400 r·min^-1,通气量为1 vvm。发酵48 h时丁二胺的最高产量为26.21 g·L^-1。