国家能源供应多元化是国家能源策略的一个重要方面，在世界未来的能源结构中，可再生生物能源将是能源利用的主体之一，异丁醇是理想的新一代生物燃料。运用异丁醇发酵代谢机理和发酵工程技术，改造宿主菌株，可以提高异丁醇产量和产率，降低生物燃料异丁醇的成本，力争早日实现其规模化生产。利用氨基酸生物合成途径和2-酮戊酸中间体，通过非发酵途径改造，在适宜的宿主菌株中生产异丁醇具有良好的研究和应用前景。本论文研究通过改造大肠杆菌非发酵途径，构建适于利用蔗渣产异丁醇的宿主菌株。　　 为了阻断丙酮、乙醇的生物合成，利用Red重组系统对大肠杆菌代谢途径中的旁路基因进行敲除。对Red重组系统实验条件进行了优化，发现敲除目的基因的最佳条件是：L-阿拉伯糖诱导浓度为40μ mol，感受态细胞培养浓度为OD600=0.60，电转化加入的DNA浓度为20ng，所转入的电击感受态细胞数为3×lO8;对大肠杆菌基因做双敲除及第三次敲除时，突变下一个基因的L-阿拉伯糖诱导最适时间比突变前一个基因稍需延长。利用Red重组系统，成功实现对大肠杆菌pflb、frdAB和fnr基因的缺失，构建了pflB、frdAB和fnr三基因缺失BW25113F工程菌株。　　 为了在大肠杆菌中引入异丁醇合成相关途径，以酿酒酵母模式菌株的基因组DNA为模板，PCR扩增苯丙酮酸脱羧酶(arolO)及乙醇脱氢酶II（adh2）基因，再将aro10和adh2连于载体pSE380，转入宿主工程菌BW25113F中，构建工程菌株BW25113F-2。　　 细胞生长检测显示，BW25113F-2工程菌株生长未受突变影响；蔗渣经高压爆破联合稀碱预处理，结构、酶解性能改善，可以被工程菌BW25113F-2利用作为碳源，蔗渣水解液的利用检测显示，工程菌BW25113F-2对蔗渣水解液利用良好。以上检测显示BW25113F-2可望成为适于利用蔗渣产异丁醇的菌株。本研究通过非发酵途径改造获得可望利用蔗渣产异丁醇的宿主菌株，为进一步菌株改造，实现发酵法高效生产异丁醇做出实验铺垫。