21世纪以来，随着全球经济的发展，人类对石油的需求量日益增加。然而石油是一种非可再生资源，又是一种重要的战略物质，其价格也不断攀升。随着生物产业的不断进步和发展，生物燃料的生产受到极大关注。生物丁醇作为一种新型生物可再生燃料，可作为汽油的替代产品或调和组分，具有能量密度值较高、可以和汽油以任意比例混合、可降低对环境的污染等优点，有望成为一种应用广泛的新型生物燃料。目前，丁醇高效生物制备技术的研究已成为生物能源领域新的研究和开发热点，对缓解全球性能源危机和环境污染，具有重要意义。发酵法生产丁醇用可再生资源为原材料代替不可再生资源，不仅是国家能源战略的需求，也是实施可持续发展战略的必行之路，有利于国家在未来的能源战争和经济发展中取得有利地位，因此具有良好的发展前景。　　由于丁醇的自然发酵菌种丙酮丁醇梭菌是一种严格厌氧菌，且发酵周期较长，发酵时有许多副产物的生成，发酵原料成本约占生产成本的一半以上，在人口众多的我国，容易出现人争粮的问题。随着基因工程产业的迅速发展，科研工作者致力于构建新型基因工程菌来表达丁醇代谢途径。　　基于以上原因，本研究采用合成生物学和代谢工程技术，通过丁醇合成途径中关键基因的筛选、优化和组合，构建大肠杆菌高效丁醇生产菌株。首先筛选到酶活性比较高的5个关键酶基因AtoB，Hbd, Crt，Ter(AHCT)，Adhe2，随后通过重组PCR技术，利用pUC18本身具有的酶切位点，构建了含有四个丁醇表达关键酶基因的pUC18-AHCT质粒，将AHCT基因和Adhe2克隆到质粒pET-21b中，构建了含有合成丁醇全部5个关键酶基因的pET-21b-AHCTA载体，用该载体转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3)，获得了工程菌株，诱导表达后用SDS-PAGE电泳检测了关键酶蛋白的表达，并通过GC(气相色谱)检测了丁醇的生成情况。　　本研究为应用大肠杆菌表达外源丁醇生成基因奠定了一定研究基础，对促进我国能源和经济发展具有重要意义。