L-鸟氨酸是一种碱性氨基酸,其对人体具有保肝、护肝、治疗肝脏疾病、抗癌和刺激人体生长激素分泌等作用。通常依靠微生物发酵的方式来进行L-鸟氨酸的产业链合成。其中,谷氨酸棒杆菌是被普遍用于生产各种氨基酸及其衍生物的发酵育种的优势菌种,同时也是用于合成L-鸟氨酸的主流菌种。然而利用微生物发酵法合成L-鸟氨酸需要消耗大量的底物葡萄糖,提取压力增加,并且在耕地面积不断减少,这个问题所造成的负面影响与日俱增。因此,探寻葡萄糖的可替代碳源成为眼下研究的热点。木质纤维素是来源广泛的可重复产生的自然资源之一,利用酸解或酶解的方法可将其转化为还原性糖,其中木糖与葡萄糖在所有还原糖中占据的比例最大。本文在已有重组谷氨酸棒杆菌SO26的基础上,借助代谢工程策略构建能同时利用葡萄糖和木糖进行发酵合成L-鸟氨酸的菌株。主要研究内容包括:(1)将来自于野油菜单胞菌的木糖异构酶及木酮糖激酶的xylAB编码基因克隆至穿梭表达载体pXMJ19中,导入重组谷氨酸棒杆菌SO26内,对IPTG的最佳添加时间与浓度进行优化。研究结果显示初始添加IPTG终浓度为0.5 mM时较其它条件所添加的浓度获得了最大的L-鸟氨酸产量,木糖消耗了 47.9%,L-鸟氨酸产量可达21.6 ±0.19 g/L。(2)探究在谷氨酸棒杆菌中,编码戊糖转运子araE基因的敲入、编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶pepc基因的过表达以及定点突变改造对合成L-鸟氨酸的影响。通过使用基因工程工具改造修饰后可使L-鸟氨酸合成量达到27.1 ± 0.32 g/L。(3)探究添加生物素以及盐酸硫胺素作为各类辅酶是否可以提高L-鸟氨酸的合成量。发酵结果显示在添加0.2 mg/L生物素和5 mg/L盐酸硫胺素时,促进了谷氨酸棒杆菌生长速率,IL-鸟氨酸产量提高到了 33.4 ± 0.49 g/L。之后优化了发酵液成分与条件,其中主要对最适pH进行探究,结果表明在发酵液初始pH为6.7时,获得了 37.5± 0.63 g/L的L-鸟氨酸。通过葡萄糖与木糖浓度比为2:1的混合培养重组菌种,在实验室阶段模拟利用木质纤维素。结果显示出混糖比葡萄糖与木糖单独培养时具有显著的优势,进一步可使L-鸟氨酸产量达41.5±0.02 g/L,较起始菌种提升了 7%,平均产率为 0.576 g/(L·h)。