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代谢合成途径优化的关键在于途径中多个基因表达的调控,尤其是如何对多基因同时调控。本研究针对β-胡萝卜素的生产,分别对β-胡萝卜素合成途径的上游和下游途径进行了多基因同时调控。为了β-胡萝卜素上游合成途径的调控,将来源于E.faecalis和S.Pneumoniae的MVA途径的5个基因mvaE、mvaS、mvaK1、mvaD、mvaK2引入实验室之前构建的β-胡萝卜素生产菌CAR005中。并使用RBS文库对这五个基因进行调控,配合Golden Gate组装方法,可以通过一次Golden Gate酶切连接反应得到带有不同调控模式的通路基因的质粒文库。将这些通过特殊设计得到的质粒文库转化到CAR005中。通过β-胡萝卜素的颜色初筛,分光光度法测定产量的复筛,我们从中得到一系列产量提高幅度高低不同的有代表性的菌株,其中产量最高的菌株其β-胡萝卜素产量比对照提高129.2%。选取部分菌株测序,证明了质粒文库确实包含着mvaE、mvaS、mvaK1、mvaD、mvaK2的不同表达类型。用软件计算MVA基因对应RBS的理论强度,并对MVA途径5个基因RBS强度组成情况进行分析。类似地,对于β-胡萝卜素下游合成途径的调控,通过Golden Gate DNA组装方法构建质粒,使用不同强度的启动子对来源于P.agglomerans的β-胡萝卜素合成途径的下游基因crtE、crtY、crtI、crtB进行了同时调控,从而优化代谢通路。通过颜色筛选,β-胡萝卜素产量定量测定,得到一系列产量提高幅度高低不同的菌株,产量最高的菌株比对照提高65.2%。通过测序,得到菌株crtE、crtY、crtI、crtB基因前启动子组合情况,并对其分析。本研究验证了通过RBS文库或是不同强度启动子,搭配Golden Gate质粒构建方法建库对代谢通路多个基因同时调控以提高目的产物产量的可行性,同时也进一步证明了多基因同时调控的必要性。