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1,3-丙二醇是目前国际上公认的六大石化新产品之一,其主要功能是作为合成聚酯、聚醚和聚亚氨酯的单体。1,3-丙二醇的生产方法有化学合成法和微生物转化法,由于从自然界中筛选的微生物厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇还存在产物浓度低、生产周期长和转化率低等问题,目前仅有化学合成法应用于工业生产。因此,利用基因工程技术构建高产菌株备受国内外研究者青睐,被认为是今后的发展方向;本研究的目的是构建新型好氧发酵基因工程菌,提高1,3-丙二醇的产量或转化率,为实现微生物法工业化生产1,3-丙二醇打下基础。本研究首次利用PCR方法从从大肠杆菌中克隆1.16 kb的1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的编码基因yqhD及2.80 kb来源于弗氏柠檬杆菌甘油脱水酶的编码基因dhaB,构建了重组菌E. coli JM109(pUCtac-dhaB-yqhD)。并对重组菌E. coli JM109、E. coli JM109(pEtac-yqhD)、E. coli JM109(pUCtac-dhaB)、E. coli JM109 (pUCtac -dhaB-dhaT)、E. coli JM109(pUCtac-dhaB-yqhD)及C. freundii好氧发酵甘油生产1,3-丙二醇的性能进行了初步考察。结果表明,在E. coli JM109中分别只引入甘油脱水酶dhaB基因或1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶yqhD基因得到的重组菌E. coli JM109(pEtac-yqhD)及E. coli JM109(pUCtac-dhaB)均不能利用甘油合成1,3-丙二醇,只有在E. coli JM109中同时引入dhaB基因和yqhD基因时才能利用甘油转化为1,3-丙二醇,进一步证实1,3-丙二醇氧化还原酶的同工酶可在大肠杆菌体内代替1,3-丙二醇氧化还原酶催化3-羟基丙醛生成1,3-丙二醇。在含甘油50 g/L的发酵培养基中,重组菌E. coli JM109(pUCtac-dhaB-yqhD)经IPTG诱导后的1,3-丙二醇产量为28.0 g/L,而E. coli JM109 (pUCtac-dhaB-dhaT) 1,3-丙二醇的产量为8.2 g/L。1,3-丙二醇氧化还原酶的同工酶代替1,3-丙二醇氧化还原酶(编码基因dhaT)催化3-羟基丙醛生成1,3-丙二醇的效率明显提高,然而重组质粒pUCtac-dhaB -yqhD需经IPTG诱导才能表达外源基因,相对工业化生产而言,IPTG较为昂贵,因此解决诱导体系的问题显得尤为重要。本研究采用温控表达载体pHsh构建了产1,3-丙二醇重组菌E. coli JM109(pHsh-dhaB-yqhD),并对重组菌E. coli JM109 (pUCtac-dhaB-yqhD)和E. coli JM109(pHsh-dhaB-yqhD)发酵生产1,3-丙二醇的性能进行了初步考察。结果表明,温度诱导与IPTG诱导相比1,3-丙二醇的产量无显著差别,在含甘油50 g/L的发酵培养基中,重组菌E. coli JM109(pUCtac-dhaB -yqhD)与E. coli JM109(pHsh-dhaB-yqhD)经诱导后1,3-丙二醇的产量分别为28.4 g/L及26.5 g/L。因此,利用温控载体构建产1,3-丙二醇重组菌有利于降低1,3-丙二醇的生产成本。