现有的维生素C的生产过程中使用我国发明的二步发酵过程，其中第二步发酵使用巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）与酮古龙酸杆菌（Ketogulonigeniumvulgare）的混合发酵生产维生素C的前体2酮古龙酸。虽然该方法的得率明显高于其他方法，但其内部通讯关系，特别是酮古龙酸杆菌对巨大芽孢杆菌相互作用机制至今仍没有阐明。本论文中使用代谢物组学这一高通量的系统生物学手段对不同的状态下的混菌发酵过程进行了研究。在固体培养基上，严格分开培养的巨大芽孢杆菌与酮古龙酸杆菌在其间距离达到特定的值时，巨大芽孢杆菌会产生沿酮古龙酸杆菌杆菌涌动的现象，通过对其胞内外化学组分的研究发现，酮古龙酸杆菌在其细胞外所积累的营养物质是吸引巨大芽孢杆菌产生定向运动的原因，而在巨大芽孢杆菌细胞外所积累的赤藓糖等物质也起到了促进酮古龙酸杆菌产生2酮古龙酸的作用。而吡啶二羧酸的产生说明了在其混合后酮古龙酸杆菌具有促进巨大芽孢杆菌的产孢作用。而在工业过程中不同时段的代谢物组学研究结果显示，多种代谢物得含量在混菌体系中呈现多种趋势，暗示了其中发生的各种生理过程，尤其是某些与吡啶二羧酸等变化情况类似物质。根据上述结果，本研究发现在单独培养的酮古龙酸杆菌中加入还原型谷胱甘肽（GSH）或二硫苏糖醇（DTT）等硫醇类化合物可以明显提高2酮古龙酸的产率。且代谢物组学的研究结果显示，氨基酸和磷酸戊糖途径中的代谢中间物的含量在硫醇类物质加入后其代谢物含量水平有明显的提高，且其含量的变化情况与硫醇类得物质具有一定的相关性。