L—精氨酸是人体和动物体内的半必需碱性氨基酸，是合成蛋白质肌酸的重要原料，也是生物体尿素循环的一种重要中间代谢产物，具有多种独特的生理和药理作用。L—精氨酸在临床医药、食品、化妆品以及有关生物研究领域中用途广泛，导致市场对其需求量正不断增加。 溶氧对于好氧发酵生产L—精氨酸来说，既是营养因素，又是环境因素，对菌体的生长和产物的形成都有重要影响。解决氧需求问题通常有两种方法：一是提高发酵过程中的溶氧水平，另一途径则是利用基因工程技术来提高细胞自身对氧气的利用率。本论文即将分别从这两方面优化L—精氨酸发酵的供氧策略。 论文以钝齿棒杆菌CorynebacteriumcrenatumSYPA5—5为研究菌株，通过控制不同供氧条件的试验，考察发酵过程中供氧对L—精氨酸合成的影响。不同供氧条件下的L—精氨酸发酵特性的研究结果表明，发酵生产L—精氨酸对供氧有较高的要求，在发酵过程中需要消耗大量的氧气来维持细胞代谢和L—精氨酸的合成，氧的供应不足会严重抑制L—精氨酸的合成。 对不同供氧条件下该菌株代谢流量分配进行分析后发现：高供氧(HOS)条件下，L—精氨酸的产量得到了提高。但是，在发酵的后半阶段，中供氧(MOS)比高供氧(HOS)更有利于稳定的L—Arg积累。因此，提出了两步法供氧控制策略，该策略先在发酵的初始阶段维持HOS条件，然后控制搅拌转速稳步下降，以维持一个稳定的溶氧改变。运用新的供氧策略后，L—精氨酸的产量达到36.6g/L，比HOS和MOS分别增加了16％和51％，而且，葡萄糖的消耗速率的明显增加，发酵周期仅为81h，比HOS条件下提前了6h。 C.crenatumSYPA5—5是革兰氏阳性工业用菌株，尚未见钝齿棒杆菌的遗传表达体系的研究报道。本论文以氯霉素乙酰转移酶基因(cat)作为报告基因，成功构建了含有不同启动子的重组表达质粒，并对其在大肠杆菌和钝齿棒杆菌中的启动子活性进行了研究。结果发现，在大肠杆菌和钝齿棒杆菌中启动子强度最大的都是tac启动子，lacZ次之，T7启动子强度最小，且T7在钝齿棒杆菌中不具有启动子功能。因而，确定下一步实验所用启动子为tac。 在此基础上，成功构建了携带有来源于透明颤菌血红蛋白基因vgb的表达质粒pJCl-tac—vgb，并分别转入大肠杆菌JM109和钝齿棒杆菌SYPA5—5。利用CO差光谱法对重组菌表达的透明颤菌血红蛋白进行了活性及定量检测。并对重组菌SYPA5—5(pJCl-tac—vgb)的发酵特性进行了初步分析。结果显示，发酵过程中不加IPTG的重组菌的菌浓比原始菌提高了10.9％，产酸能力提高了13.0％。