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L-鸟氨酸（L-Ornithine）是尿素循环途径中的中间代谢产物,具有多种关键生理生化功能,在食品,医药和保健品领域具有广泛的市场需求。谷氨酸棒状杆菌SNK118（Corynebacterium glutamicum SNK118）是一株L-精氨酸工业生产菌株,本课题组已对其进行了全基因组重测序获得其DNA序列。本论文基于CRISPR-Cpf1系统的基因敲除和基于质粒的异源基因重组表达,对C.glutamicum SNK118进行系统工程改造用于高产L-鸟氨酸。本论文提供了一种有应用前景的高产L-鸟氨酸生产菌株和一种增强谷氨酸棒杆菌中辅因子NADPH的有效方法。（1）为切断鸟氨酸转化为瓜氨酸,并解除全局反馈阻遏调控的干扰,将SNK118基因组上的编码鸟氨酸氨甲酰基转移酶的基因argF和与其相邻的编码精氨酸阻遏物的基因argR同时敲除,获得菌株KBJ01。在500-mL摇瓶发酵84 h后,KBJ01菌株的L-鸟氨酸产量为28.24 g·L?1,是对照株JML04（SNK118ΔargR）的46倍(0.62 g·L?1)。（2）为增强L-鸟氨酸合成途径中的所需关键辅酶NADPH的供给,将糖丁基梭菌（Clostridium saccharobutylicum DSM 13864）来源的gapC（编码NADP+依赖型的三磷酸甘油醛脱氢酶）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis HB-1）来源的rocG（编码NADH依赖型的谷氨酸脱氢酶）引入菌株KBJ01中,分别构建KBJ05（KBJ01/pXMJ19-CsgapC）和KBJ06（KBJ01/pXMJ19-BsrocG）。摇瓶发酵84 h后,重组菌KBJ05和KBJ06的L-鸟氨酸产量分别为34.75 g·L?1和32.93 g·L?1,比对照菌株KBJ02（KBJ01/pXMJ19）(26.98g·L?1)分别提高28.8%和22.1%,而糖酸转化率分别达到0.274 g·g-1和0.271 g·g-1,较KBJ02(0.237 g·g-1)分别提高了15.61和14.35%。（3）为缓解分支途径对丙酮酸的竞争,在KBJ01中敲除编码支链氨基酸通透酶的基因ncgl2228以抑制支链氨基酸的过量合成,得到突变株KBJ07,在500-mL摇瓶发酵84 h后,L-鸟氨酸产量增加至30.46 g·L?1,糖酸转化率达到0.26 g·g-1。（4）以上结果显示基因过表达和敲除对L-鸟氨酸产量的积极影响,为此综合上述两个策略,构建重组菌株KBJ09（KBJ07/pXMJ19-CsgapC）,KBJ10（KBJ07/pXMJ19-BsrocG）和KBJ11（KBJ07/pXMJ19-CsgapC-BsrocG）。在500-mL摇瓶发酵84 h后,菌株KBJ11的L-鸟氨酸产量最高,达35.85 g·L?1,糖酸转化率可达0.28 g·g-1。与对照菌株KBJ08（KBJ07/pXMJ19）的产量(30.34 g·L?1)相比,提高了18.16%。与菌株KBJ01相比,KBJ11产量提高了27%。（5）为进一步研究菌株KBJ11的性能,对其进行补料分批发酵。在5-L发酵中罐发酵80 h可产L-鸟氨酸60.01 g·L?1。10-L罐补料分批发酵,L-鸟氨酸产量达到88.26g·L?1,糖酸转化率达到0.41 g·g-1,其中生产强度为1.23 g·L?1·h-1（经过72 h）。本研究成果达到了鸟氨酸产量的领先水平。