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木糖醇，一种重要的功能性糖醇，广泛应用于食品、医药和化工领域，具有重要的应用价值和市场潜力。目前国内外生产木糖醇的方法有三种:直接提取法、化学合成法和生物转化法。本文以最具竞争力的全生物法绿色路线为研究背景，主要探讨其两步关键生物转化步骤。第一步，发酵D-葡萄糖合成D-阿拉伯糖醇;第二步，构建D-阿拉伯糖醇到木糖醇的基因工程菌。主要研究内容如下: (1)利用高糖富集培养技术，从天然高糖环境——蜂巢和蜂蜜中筛选到260株耐高糖酵母。随后，对这些菌株进行摇瓶发酵初筛试验，并且对发酵培养液中的多元醇种类进行了初步鉴定分析，得到92株能够产D-阿拉伯糖醇的酵母菌株。确立了一种简单有效分离底物葡萄糖和多元醇类产物的层析方法，即以微晶纤维素板为展开介质，定性检测的展开剂及其配比为:乙酸乙酯∶吡啶∶冰醋酸∶水=16∶10∶2∶3。通过摇瓶复筛，最终得到一株高产D-阿拉伯糖醇的目标菌株，根据形态学观察、生理生化试验和ITSrDNA序列的测定分析，该目标菌株鉴定为Zygosaccharomyces rouxii，命名为Zygosaccharomyces rouxii JM-C46，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为:CCTCC M2014205。 (2)对菌株Z.rouxii JM-C46进行了产D-阿拉伯糖醇的摇瓶发酵优化，结果表明Z.rouxii JM-C46的最优初始葡萄糖糖度为:200 g/L;最优发酵条件为pH5.0、温度30℃、220 rpm、接种量5％(v/v)、装液量100 mL（500 mL摇瓶）。采用最适发酵条件对菌株Z.rouxii JM-C46进行摇瓶发酵96 h，D-阿拉伯糖醇的产量从优化前的71.19 g/L提升到76.08±0.49 g/L。利用Z.rouxii JM-C46菌株转化底物D-葡萄糖生产D-阿拉伯糖醇，工艺简单，安全环保，其转化率可达38.3％，具有实际应用价值，Z.rouxii JM-C46是一株优良的产D-阿拉伯糖醇酵母菌株。本实验结果为进一步研究葡萄糖发酵生产D-阿拉伯糖醇提供了参考。 (3)采用PCR和重叠PCR技术从G.oxydans621H中分别扩增出木糖醇脱氢酶(XDH)和D-阿拉伯糖脱氢酶（ArDH）的编码基因xdh和ardh;利用穿梭质粒pYES2，成功构建了重组质粒pYES2-xdh、pYES2-ardh和协同表达质粒pYES2-xdh-ardh。SDS-PAGE电泳分析结果显示，重组菌中的目的蛋白得到了表达，分别有28 kDa和27 kDa特征条带出现，但在E.coli宿主菌中表达量很少。 (4)将重组质粒pYES2-xdh、pYES2-ardh和pYES2-xdh-ardh分别导入Saccharomyces cerevisiae INVSc1中，经半乳糖诱导表达和SDS-PAGE检测，结果显示:重组菌S.cerevisiae INVSc1-pYES2-xdh和S.cerevisiae-pYES2-ardh中的重组蛋白XDH和ArDH在真核表达系统中均得到了高效表达，大小分别为28 kDa和27 kDa;重组菌S.cerevisiaeINVSc1-pYES2-xdh-ardh的电泳图谱出现了两条特异性蛋白条带，大小分别为28 kDa和27 kDa，表明XDH和ArDH基因在真核表达系统中均获得了高效表达，即实现了共表达。 (5)将重组菌S.cerevisiae INVSc1-pYES2-xdh-ardh进行D-阿拉伯糖醇摇瓶(500ml-1L)发酵试验:以含D-阿拉伯糖醇的培养基进行发酵时得到木糖醇产量为23.7 g/L;以Z.rouxii JM-C46发酵液进行发酵时，木糖醇产量为12.9 g/L。结果不仅验证了XDH和ArDH实现了真核表达，同时证明了本实验设计的可行性。 本论文丰富了D-阿拉伯糖醇生产的菌种资源，构建了产木糖醇的基因工程菌，为微生物以D-葡萄糖为底物共发酵生成木糖醇提供了参考。