随着世界经济的不断发展,能源短缺与环境污染问题逐渐显现,如何开发可持续、清洁能源并缓解环境污染至为重要。蓝细菌是光合自养微生物,通过光合作用固定二氧化碳合成有机物并释放氧气,蓝细菌合成生物燃料不仅可以缓解能源短缺问题,还可利用化石燃料燃烧释放的二氧化碳进而减轻温室效应。本研究根据蓝细菌代谢途径特点,通过基因工程手段探究合成生物乙醇的优化策略,研究内容和结果如下:(1)以集胞藻PCC 6803的单拷贝工程藻株Syn-ZG25(基因组slr0168位点表达了运动发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因PDCzm和集胞藻PCC 6803的乙醇脱氢酶基因slr1192)为基础,在基因组phaAB位点过表达一份PDCzm得到工程藻株Syn-YQ4,其乙醇产量与双拷贝藻株Syn-HZ24(slr0168和pha AB两个位点同时表达PDCzm和slr1192)相当,通过酶活和Western Blot结果分析PDCzm的表达量和活性为乙醇合成途径的限制性因素。(2)聚球藻PCC 7002中构建的乙醇合成藻株通过Western Blot显示slr1192表达量明显高于PDCzm,于是分别在野生型中通过强启动子控制slr1192和产乙醇藻株中过表达一份slr1192,其中强启动子控制方案无效,过表达slr1192后酶活和表达量均明显提高。(3)以目前文献报道倍增时间最短的蓝细菌聚球藻UTEX 2973为基础,在其中性位点NS1分别正向和反向表达一份PDCzm和slr1192,成功构建产乙醇藻株Syn-YQ16(正向插入)和Syn-YQ17(反向插入),其中Syn-YQ16较Syn-YQ17乙醇产量略高,但乙醇合成速率较PCC 6803和PCC 7002单拷贝藻株偏低。