乙酸是一种天然有机酸,可作为低成本的工业原料。乙偶姻、2,3-丁二醇和乙醇酸都是重要的化工产品,可作为医药、有机合成中间体和生物燃料等,具有广泛的用途。把乙酸作为微生物发酵的低成本碳源,能减少发酵工业对葡萄糖等粮食来源的生物质资源的消耗。本论文主要对微生物利用乙酸为碳源合成乙偶姻、2,3-丁二醇和乙醇酸进行了研究。首先对一株新鉴定的海洋微生物Neptunomonas concharum进行培养,发现其能有效的利用乙酸盐和琥珀酸盐为碳源生长,而葡萄糖和木糖等不能被消耗。接下来对N.conchanrum的转化条件进行了研究,优化了电转化的具体条件,最适条件下,转化效率达3×103 cfu/μg DNA。在此基础上,在N.concharum中表达了枯草芽孢杆菌的乙酰乳酸合成酶基因alsS、乙酰乳酸脱羧酶基因alsD和肺炎克雷伯氏菌的乙偶还原酶基因budC,构建了乙酸为碳源合成乙偶姻和2,3-丁二醇的代谢路径。在含有乙酸盐的TYS培养基中,经过48 h发酵培养,乙偶姻和2,3-丁二醇的产量为0.11 g/L。考虑到乙酸为碳源时,胞内丙酮酸前体可能供应不足,通过过表达大肠杆菌的苹果酸脱氢酶基因maeA强化苹果酸向丙酮酸的合成,使得乙偶姻的产量提高至0.56g/L,2,3-丁二醇提高至0.39g/L。此外,本论文研究了大肠杆菌利用乙酸为碳源合成乙醇酸。在E.coli K12中依次敲除木酮糖激酶基因xylB、羟丙二酸半醛合酶基因gcl、苹果酸合酶A基因aceB、苹果酸合酶G基因glcB、乙醇酸氧化酶基因glcD,同时过表达异柠檬酸裂解酶基因aceA、异柠檬酸脱氢酶激酶/磷酸酶基因aceK、乙醛酸/羟基丙酮酸还原酶基因ycdW,构建了以乙酸为碳源合成乙醇酸的代谢路径。在乙酸为碳源的摇瓶培养中,48 h发酵,乙醇酸的产量达到了 1.78g/L。在此基础上,过表达柠檬酸合成酶基因gltA强化三羧酸循环/乙醛酸循环,过表达磷酸转乙酰酶/乙酸激酶基因pta-ackA强化乙酸同化,最终乙醇酸的产量提高至2.38 g/L。最后,通过调节培养基pH,乙醇酸的产量达2.75 g/L。