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自然界中四氢嘧啶合成基因簇主要是以ectABC和ectABCask两种方式存在于极端微生物中,本实验尝试在大肠杆菌中重构四氢嘧啶的合成途径,并对合成通路进行优化。本实验主要的研究成果如下：(1)成功的克隆了来源于耐盐芽孢杆菌(Bacillus halodurans)、伸长盐单胞菌(Halomonas elongate)、褐色高温单孢菌(Thermomonospora fusca)、嗜盐甲烷氧化菌(Methylomicrobium alcaliphilum20Z)和灰绿噬甲基菌(Methylophaga thalassica)五种菌的四氢嘧啶合成基因簇(ectABC)。(2)成功实现了重组质粒pET21a-BhEctABC和pET21a-HeEctABC中ectA、 ectB、ectC三基因在大肠杆菌BL21(DE3)的同时表达及pBAD-MaEctABC和pBAD-MtEctABC中三基因在大肠杆菌BW25113中的同时表达。(3)重组质粒pET21a-HeEctABC和pBAD-MaEctABC在成功的在大肠杆菌中实现了四氢嘧啶的合成。(4)根据大肠杆菌中重组质粒pET21a-Bh/He/TffEctABC的各基因的表达情况,构建杂合表达载体pET21a-TfABhBC和pET21a-HeABhBC,转入大肠杆菌,成功的提高了四氢嘧啶的合成水平。(5)成功的克隆了来源于M. alcaliphilum20Z和M. thalassica菌的四氢嘧啶合成基因簇(ectABCask)。(6)重组表达质粒pBAD-Ma/MtEctABCAsk在大肠杆菌BW25113中成功的实现了ectA、ectB、ectC及ask四基因的同时表达,但pBAD-MaEctABCAsk的四氢嘧啶合成水平较pBAD-MaEctABC没有明显变化。(7)通过RBS工程成功构建重组质粒pBAD-MtRbsM,成功的实现了MtectABCask基因中ectA、ectB、ectC及ask四基因的同时表达,且重组质粒pBAD-MtRbsM的四氢嘧啶合成水平较pBAD-MtEctABC提高了5倍,从而表明ask基因在四氢嘧啶合成基因簇的重要性。大肠杆菌中四氢嘧啶合成通路的成功构建及合成量的成功提高为最终实现四氢嘧啶在大肠杆菌中的优化合成提供了理论基础,同时也有助于推动合成生物学的发展。