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聚谷氨酸（γ-PGA）是一种由微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸化合物,在化妆品、食品、农业、医疗行业和许多其他领域有着广泛的应用。γ-PGA合成主要依赖于微生物发酵法,但其产量低、生产成本高、无法满足大规模工业化生产需要是目前存在的最主要的问题。研究表明,对γ-PGA合成途径中关键酶基因超表达构建重组菌株可能是提高γ-PGA产量的方法之一。因此,本实验将γ-PGA合成酶基因（pgsB、pgsC、pgsA）和降解酶基因（pgdS）分别在地衣芽孢杆菌中超表达,构建重组菌株,以期得到高产γ-PGA的重组菌株,从而为γ-PGA高产菌株的构建提供新策略。主要实验结果如下:（1）对由四川省食品发酵工业研究设计院提供的γ-PGA产生菌进行鉴定（形态学、生理生化、分子生物学、生产性能）,确定并将该菌株命名为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）DY136。对该菌株发酵培养,测定发酵曲线,在整个发酵过程中最大OD600可达2.30±0.12,γ-PGA产量在54 h达到最大值21.00±4.77 g/L。（2）克隆菌株Bacillus licheniformis DY136中pgsB、pgsC、pgsA、pgdS基因,并对其编码的蛋白进行简单的生物信息学分析。结果表明pgsB、pgsC、pgsA、pgdS基因大小分别为1182 bp、450 bp、1170 bp、1245 bp;生物信息学分析结果表明PgsA、PgsB、PgsC和PgdS蛋白分子量分别为43.89 k Da、43.88 k Da、16.35 k Da、45.61 k Da,等电点分别为8.74、5.11、9.48、9.20;PgsA、PgsB、PgdS蛋白为亲水蛋白,PgsC蛋白为疏水蛋白;PgdS含有信号肽,为分泌蛋白。（3）以载体p HY300PLK为骨架,采用酶切法将启动子P43、α-淀粉酶基因终止子Pamy L和GFP报告基因表达元件连接到该载体骨架上构建新型地衣芽孢杆菌表达载体PHY300PLK2.0。将该载体转化至Bacillus licheniformis DY136,通过SDS-PAGE法检测报告基因GFP表达情况,得到大小约为27.00 k Da的目的蛋白条带,并且重组菌株发酵液在紫外照射下能看到明显的荧光,表明该载体可以使目的基因在Bacillus licheniformis DY136中成功表达;同时我们对载体PHY300PLK2.0稳定性进行了验证,结果表明连续传代10次,质粒携带率为100%,说明该载体在地衣芽孢杆菌DY136中可以稳定维持。综上所述,载体PHY300PLK2.0具有使目的基因在地衣芽孢杆菌中高效表达的能力。（4）使用载体PHY300PLK2.0,将基因pgsB、pgsC、pgsA、pgdS、pgsBCA分别在地衣芽孢杆菌中超表达,构建了DY136-pgsA、DY136-pgsB、DY136-pgsC、DY136-pgsBCA、DY136-pgdS五株重组菌株。对上述重组菌株发酵培养,结果表明在整个发酵过程中重组菌株生长状况均优于对照菌株（DY136-PHY）并且发酵至24 h后其还原糖利用能力强于对照菌株;发酵48 h时,菌株DY136-pgsA、DY136-pgsB、DY136-pgsC、DY136-pgsBCA、DY136-pgdSγ-PGA产量分别为25.67±1.04、24.50±0.87、24.00±1.50、21.33±4.04、21.67±0.76 g/L,相比于对照菌株分别提高26.27%、20.51%、18.05%、4.92%、6.59%。最大乙偶姻含量分别为3.49±0.20、4.13±0.19、3.41±0.09、4.58±0.04、3.28±0.12 g/L,相比于对照菌株（5.44±0.13）分别降低55.87%、31.72%、59.53%、18.78%、65.85%。综上所述,超表达pgsB、pgsC、pgsA、pgdS、pgsBCA基因不仅可以改善菌株生长状况,而且可以提高γ-PGA产量。（5）进一步对菌株DY136-pgsA发酵过程中γ-PGA产量变化曲线进行测定,在整个发酵过程中其γ-PGA产量均高于对照菌株（DY136-PHY）,最大γ-PGA产量可达29.67±1.61 g/L,相比于对照菌株提高25.32%,表明超表达pgsA有利于γ-PGA的合成。