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谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)是目前微生物发酵工业中重要的微生物宿主,被广泛应用于多种氨基酸的生产。启动子是菌株中重要的调控元件,但目前谷氨酸棒杆菌中已报道的组成型内源启动子仍然较少,因此本研究首先对野生型谷氨酸棒杆菌ATCC 14067发酵过程中对数生长期的样品进行转录组测序,然后使用红色荧光蛋白(m Cherry)的报告系统表征启动子在谷氨酸棒杆菌ATCC 14067中的强度,筛选到了29个强度相对较高的不同表达强度的启动子。在实验室前期的工作中,成功解除L-精氨酸对Cg NAGK的反馈抑制作用,并且成功建立了适用于谷氨酸棒杆菌ATCC 14067的Rec ET-Cre/lox和CRISPR/Cpf1的基因组编辑系统。本研究在实验室前期研究工作的基础上,对已经解除L-精氨酸对Cg NAGK的反馈抑制作用的谷氨酸棒杆菌ATCC 14067进行代谢工程改造,以增强菌株合成L-精氨酸的能力。主要的研究结果如下:(1)筛选出了29个不同强度的谷氨酸棒杆菌内源启动子。分析谷氨酸棒杆菌ATCC 14067的转录组数据,构建基于m Cherry的启动子报告系统,筛选出29个谷氨酸棒杆菌ATCC 14067中不同强度的内源组成型启动子;(2)证明了在过表达L-精氨酸的合成途径中的关键酶能促进菌株代谢流进入L-精氨酸合成途径。对谷氨酸棒杆菌ATCC 14067中L-精氨酸合成途径关键酶的过表达,证明了在L-精氨酸的合成途径中关键酶的过表达能促进菌株代谢流进入L-精氨酸合成途径并增强菌株L-精氨酸的合成能力,且L-精氨酸合成的操纵子基因的过表达对菌株L-精氨酸的合成影响最大;(3)谷氨酸棒杆菌中L-精氨酸合成途径的代谢工程改造。增强L-精氨酸合成操纵子的基因簇和合成前体物的供给直接增强L-精氨酸的合成;增强异柠檬酸脱氢酶和下调α-酮戊二酸脱氢酶以优化TCA循环;弱化副产物L-脯氨酸和L-赖氨酸的合成途径来增强菌株中L-精氨酸合成的代谢流量,最后直接过表达转运蛋白增强菌株胞内L-精氨酸的外排,构建的菌株PMQBD-LP在摇瓶发酵培养72 h的条件下L-精氨酸的积累量可达5.65 g/L,是出发菌株的12倍。