(S)-芳樟醇是一种单萜化合物,具有多种突出的生物活性与功效,已广泛应用于化妆品、调味品和医药等领域。目前,天然芳樟醇主要从芳樟木油和芫荽子油等香料中分离获得,受到植物资源的制约。人工合成的芳樟醇主要为消旋体,生物活性和商品价值均较低。因此,利用基因工程和代谢工程技术生物合成（S）-芳樟醇受到关注。本文以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为宿主菌株,引入外源芳樟醇合酶基因,通过线粒体和细胞质中甲羟戊酸（Mevalonate pathway,MVA）途径的协同调控,结合增强前体合成的法尼基焦磷酸合酶（Farnesyl pyrophosphate synthase,ERG20）的改造策略,实现了（S）-芳樟醇的生物合成;另外,在酿酒酵母中引入异戊烯醇利用途径（Isopentenol utilization pathway,IUP）,并在酵母基因组上整合（S）-芳樟醇生物合成途径的关键基因,构建了高效生产（S）-芳樟醇的酿酒酵母工程菌株,旨在为芳樟醇的生物合成提供技术支持。主要研究结果如下:1.产（S）-芳樟醇酿酒酵母菌株的构建及筛选首先,以酿酒酵母菌株BY4742-C-04、BY4742-MC-01等为出发菌株,分别转入来源于土肉桂（Cinnamomum osmophloeum）的（S）-芳樟醇合酶基因Co LIS-D4和Co LIS-LL,构建酿酒酵母工程菌株。通过发酵培养和GC-MS检测,结果表明,筛选得到BY4742-MC-01更适合作为（S）-芳樟醇的出发菌株,Co LIS-D4基因表达优于Co LIS-LL基因,把Co LIS-D4基因转入BY4742-MC-01后,芳樟醇产量达到1.24 mg/L。因此,选择Co LIS-D4基因和BY4742-MC-01菌株为出发菌株,开展进一步的代谢改造,提高（S）-芳樟醇的发酵产量。2.改造ERG20合酶提高（S）-芳樟醇的产量为提高芳樟醇合成前体物GPP的通量,对ERG20基因的F96、N127和K197位点突变,实现ERG20酶的改造,点突变后的ERG20基因与Co LIS-D4基因共表达,转化到酿酒酵母BY4742-MC-01。结果表明,表达不同的ERG20突变体均能显著提高（S）-芳樟醇产量,其中,表达了ERG20WW(即ERG20F96W-N127W)的菌株,（S）-芳樟醇产量最高,达2.69 mg/L,与表达野生型的ERG20菌株相比,产量增加了2倍。3.调控MVA途径提高（S）-芳樟醇的合成效率首先,将Co LIS-D4、ERG20WW和线粒体定位信号肽（MLS）以不同组合方式构建到表达载体上,分别转化到酿酒酵母BY4742-MC-01中。结果表明,利用线粒体和细胞质MVA途径的协同调控,使得（S）-芳樟醇产量达7.13 mg/L,与只利用细胞质MVA途径的菌株相比,（S）-芳樟醇产量增加了2.7倍。将IDI1基因整合到酿酒酵母BY4742-MC-01基因组上,转入不同表达载体,检测到（S）-芳樟醇的最高产量为7.61 mg/L,获得高效利用MVA途径的酵母工程菌株YMC216。以YMC216菌株为研究对象,通过在培养基添加辅助碳源丙酮酸钠和甲羟戊酸内酯,提高了菌体生物量和（S）-芳樟醇产量,结果表明,添加70 mg/L甲羟戊酸内酯,使（S）-芳樟醇产量提高至13.60 mg/L,细胞干重增加了57.3%。采用2 L发酵罐扩大培养,通过控制p H和通气量,使（S）-芳樟醇产量达23.45 mg/L。4.利用IUP途径增强（S）-芳樟醇的合成为了简化代谢调控MVA途径增加IPP和DMAPP通量的复杂性,以及脱离中心碳代谢的竞争。首先,以酿酒酵母BY4742为研究对象,设计敲除基因组上GAL80基因,获得重组菌株YCX01,以YCX01为出发菌株,通过构建整合型表达载体,将来源于拟南芥（Arabidopsis thaliana）的At IPK和来自于酿酒酵母的Sc CK整合到YCX01基因组,获得利用IUP途径的重组菌株,并通过短肽标签组装Co LIS-D4和ERG20WW合酶,增加GPP向（S）-芳樟醇转化的通量,构建了一条简单、高效的（S）-芳樟醇生物合成途径,最终得到（S）-芳樟醇产量为46.08 mg/L,与代谢改造MVA途径构建的高产菌株YMC216的摇瓶培养的结果相比,提高了6.1倍。本研究通过代谢改造酿酒酵母MVA途径和引入IUP途径,有效地构建了以酿酒酵母为宿主的（S）-芳樟醇高效生物合成的工程菌株,对加快利用微生物生产萜类化合物的工业化进程具有重要意义。