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木糖在木质纤维素降解产物中,是除葡萄糖以外含量最多的糖类,而大多数微生物不能利用或利用率低下,限制了木质纤维素降解产物资源的工业化利用。地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis）是具有安全性的菌株,可以发酵生产乙偶姻、杆菌肽、聚γ-谷氨酸、地衣素等多种物质,但是目前地衣芽胞杆菌利用木糖的能力远不及利用葡萄糖的能力。因此本研究以B.licheniformis WX-02为出发菌株,围绕调控因子、转运蛋白、木糖中心代谢途径及下游途径,构建高效利用木糖的工程菌株。在B.licheniformis WX-02中发现两个调控因子Ara R1、Ara R2,为考察对木糖利用影响,对其编码基因进行无痕敲除得到菌株WX-02Δara R1和WX-02Δara R2。结果表明基因ara R2缺失对菌株木糖利用没有显著影响;而基因ara R1缺失对菌株木糖利用及生物量影响显著,木糖利用及生物量大幅降低,但不影响葡萄糖摄入。基因ara R1经过回补后得到菌株WX-02Δara R1/p HY300-ara R1,木糖利用及生物量恢复,因此推测基因ara R1编码的调控因子可能对木糖代谢起正调控作用。构建游离表达菌株WX-02/p HY300-ara R1,但是木糖利用并未得到提高,表明对调控因子Ara R1直接进行过表达并不能增加木糖的利用效率。通过NCBI数据库在B.licheniformis ATCC 14580中发现注释为MFS转运蛋白的H+同向转运蛋白,其编码基因为ara T,为了考察其对木糖利用的影响,构建游离过表达工程菌WX-02/p HY300-ara T,以40 g/L木糖为底物发酵,木糖利用比对照菌WX-02/p HY300增加了28.91%,比野生菌WX-02增加了13.42%,同时发酵产物乙偶姻、2,3-丁二醇含量分别比WX-02/p HY300提高了91.76%和69.05%,比WX-02提高了66.89%和57.78%。将基因ara T整合至淀粉酶编码基因amy L位点得到整合表达菌株WX-02/ZT,同样条件发酵,木糖利用比对照菌株WX-02增加了13.54%,发酵产物乙偶姻,2,3-丁二醇提高了34.55%和30.05%。本研究对木糖代谢途径中的木糖异构酶Xyl A及木酮糖激酶Xyl B的编码基因xylAB,构建游离过表达工程菌WX-02/p HY300-xylAB,发酵条件同上,木糖利用比对照菌WX-02/p HY300增加了11.83%,但与野生菌WX-02比较,木糖利用效果不显著,发酵产物乙偶姻、2,3-丁二醇分别比对照提高了24.34%和18.91%,比WX-02提高了12.16%和13.80%。将基因xylAB整合至噬菌体衣壳蛋白编码基因xkd G位点得到整合表达菌株WX-02/ZAB,木糖消耗比对照菌株WX-02提高了3.32%,发酵产物乙偶姻产量提高不明显,但2,3-丁二醇产量提高了22.34%。为了进一步加强木糖的利用,将基因ara T和xylAB同时进行整合表达,基因ara T整合至amy L位点,xylAB整合至xkd G位点,得到整合表达菌株WX-02/ZABT,发酵条件同上,木糖消耗比对照菌株WX-02提高了15.95%,发酵产物乙偶姻、2,3-丁二醇含量分别提高了37.40%和30.85%。另外,本研究尝试通过增强ABC转运系统途径和磷酸戊糖途径来增加木糖利用,构建ABC底物结合蛋白（Xyl F1、Xyl F2）游离表达工程菌WX-02/p HY300-xyl F1和WX-02/p HY300-xyl F2,构建磷酸戊糖途径转酮醇酶（Txt A）、转醛酶（Ywj H）游离表达工程菌WX-02/p HY300-txt A和WX-02/p HY300-ywj H,但都未能提高菌株的木糖利用。