生物乙醇作为可再生能源在减少温室效应,推动能源结构转型的作用越来越凸显。以酿酒酵母构建的细胞工厂生产燃料乙醇的研究成为当今的研究热点。木质纤维素是重要的潜在原料,具有低成本易获取的优势。但其中的木糖难以被酵母利用,影响了木质纤维素在乙醇生产中的综合利用。虽有报道结合定向进化构建了代谢木糖的酵母工程菌,但其利用效率较低,对酵母代谢木糖产乙醇的机制仍有待进一步解析。为此本论文通过结合定向进化策略构建代谢木糖产乙醇的酿酒酵母工程菌,并通过关键代谢途径的转录水平分析,解析酿酒酵母代谢木糖产乙醇的机制,取得如下结果:1.结合定向进化策略成功构建了代谢木糖产乙醇的酿酒酵母工程菌。分别构建了氧化还原途径和木糖异构途径的酿酒酵母基因工程菌,发现仅表达木糖同化途径无法实现工程菌对木糖的利用。利用定向进化策略对工程菌进行适应性进化及筛选,最终在第30代进化菌中获得可利用木糖产乙醇的工程菌突变体,其乙醇产量达到2.39 g/L。2.基于关键代谢途径的转录水平分析,解析了工程菌突变体利用木糖产乙醇的代谢机制。以出发菌、适应性进化第10代以及第30代的工程菌突变体为出发菌,利用q PCR对不同阶段的工程菌突变体进行转录水平分析。通过比较木糖转运阶段、木糖同化阶段、磷酸戊糖途径、糖酵解途径和乙醇合成途径中的关键酶,发现内源木糖同化基因的激活是适应性进化使酿酒酵母利用木糖产乙醇能力关键;同时证明了木糖转运最有效的己糖转运蛋白7、非氧化磷酸戊糖途经D-甘油醛-3-磷酸转醛缩酶等是木糖代谢的关键酶;而乙醇合成过程中,除关键酶吲哚丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶,糖酵解途径中甘油醛-3-磷酸脱氢酶的表达也是影响乙醇合成效率的关键。此外,木糖还原酶-木糖醇脱氢酶表达量配比是影响副产物木糖醇合成的关键因素。3.基于解析的代谢机制,调控了副产物合成,促进了中心碳流流向乙醇合成。通过敲除木糖还原酶（GRE3）,过表达D-木酮糖还原酶（XYL2）,调控了XR-XDH表达,副产物木糖醇的产量降低53.4%,乙醇产量达到3.19 g/L,较调控前提高0.8 g/L,乙醇产量提高33.8%,证明基于解析的代谢机制可有效调控木糖代谢途径,促进乙醇的合成。