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能源危机和温室效应等环境问题已经越来越多地引起国际社会的关注,人们对利用可再生的非粮食来源的原料制备生物燃料的研究也更加关注。与传统生物燃料乙醇相比,丁醇因为其高能含量,低腐蚀性和低疏水性等优点成为近几年的研究热点。本研究首次将来源于Clostridium saccharobutylicum DSM 13864的丁醇合成途径的相关基因thl A,adh E,bcs-operon(crt-bcd1-etf B2-fix B2-hbd)通过PCR扩增后连接至共表达质粒载体p RSFDuet-1和p ETDuet-1上,分别构建重组共表达质粒p RSFDuetthl A-adh E和p RSFDuet-bcs。将两个共表达质粒转入宿主菌E.coli JM109(DE3)中构建重组菌E.coli ECJ0,实现了丁醇途径的异源表达,使大肠杆菌具备产丁醇的能力。以M9为发酵培养基,半厌氧条件下,控制诱导时初始菌浓OD600为0.8,E.coli ECJ0经过发酵60 h后丁醇产量为25.4 mg·L-1。经过培养基优化,以TB为发酵培养基时,丁醇产量可以达到34.1 mg·L-1。在研究发酵需氧条件时发现,E.coli ECJ0在严格厌氧发酵和半厌氧发酵条件下的丁醇产量差别不大,而在好氧条件下没有检测到丁醇的产生。通过优化诱导剂IPTG浓度时发现,当IPTG终浓度为0.05 mmol·L-1时,丁醇产量最高,达到54.1 mg·L-1。发酵产物中还检测到多种代谢副产物如乙醇、乙酸和丁酸等的存在,为了降低代谢副产物浓度,提高原料利用率和丁醇产量,本研究敲除了E.coli JM109(DE3)内源的乳酸合成途径的关键酶乳酸脱氢酶(编码基因为ldh A),将共表达质粒转入E.coli JM109(DE3)Δldh A构建了E.coli ECJ1并进行发酵,最终丁醇的产量较E.coli ECJ0提高了近一倍,达到97.5 mg·L-1。以E.coli ECJ1为实验菌株,经过碳源优化后发现,当以葡萄糖为唯一碳源时,丁醇的产量最高,可达到142.1 mg·L-1。随后对IPTG诱导时的初始菌浓进行了研究,当诱导初始菌浓OD600为0.8时,丁醇的发酵产量最高,可达143.2 mg·L-1。