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革兰氏阴性细菌大肠杆菌的细菌包膜可分为三层,即细胞质膜、肽聚糖层以及在外叶中不对称的脂多糖层。肽聚糖和脂多糖的生物合成的底物相同,都是UDP-N-乙酰基葡萄糖胺（UDP-Glc NAc）。以UDP-Glc NAc为反应前体,Mur A催化肽聚糖胞质合成的第一步反应,而LpxA则催化着脂多糖生物合成的第一个反应。本研究以大肠杆菌K12菌株MG1655出发,构建了肽聚糖与脂多糖生物合成的关联基因mur A和lpxA,以及后续一系列同簇基因的过表达菌株。通过基因调控改变二者共同前体UDP-Glc NAc的代谢流向,并对突变菌株的细胞生长、形态和关键基因转录及表达水平进行检测,以研究改变肽聚糖和脂多糖代谢合成对大肠杆菌的影响,并从中筛选出具有优良性状的代谢调控菌株,以作为应用于生产发酵的出发菌株。主要研究结果如下:（1）过表达肽聚糖胞质合成首个基因mur A会导致大肠杆菌MG1655生长变慢,并且出现形态缺陷。通过进一步过表达胞质合成末端基因mra Y或mur G,可以使生长和形态缺陷得到恢复。分别携带P1、P2两个不同强度启动子的mur A过表达菌株MG1655/p CDF-P1-mur A,MG1655/p CDF-P2-mur A,以及同时过表达mur A和lpxA的菌株MG1655/p CDF-M1L1,MG1655/p CDF-M1L2,MG1655/p CDF-M2L1和MG1655/p CDF-M2L2细胞生长明显受到影响,并在显微镜和透射电镜的观察下,细胞长度成数倍地增长,且均一性很差。在MG1655/p CDF-P2-mur A上进一步过表达mra Y或mur G的菌株MG1655/p CDF-mur A/p BAD-mur G和MG1655/p CDF-mur A/p BAD-mra Y,细胞生长及形态均恢复正常。（2）拥有同一反应底物UDP-Glc NAc的肽聚糖合成基因mur A和脂多糖合成基因lpxA二者间存在着表达竞争关系。过表达其中一个基因会引起另一个基因的转录水平及蛋白表达量明显下降。对MG1655/p CDF-P1-mur A、MG1655/p CDF-P2-mur A、MG1655/p CDF-P1-lpxA和MG1655/p CDF-P2-lpxA四个过表达菌株的mur A和lpxA以及对应蛋白Mur A、LpxA分别进行了RT-PCR以及SDS-PAGE的检测,结果发现对mur A/lpxA的过表达,会导致lpxA/mur A的转录及蛋白表达水平下降。（3）过表达脂多糖类脂A合成基因lpxA、lpxD或lpxH会促进大肠杆菌MG1655的生长且能提高L-苏氨酸的产量。三个过表达菌株MG1655/p BAD-lpxD,MG1655/p BAD-lpxH和MG1655/p BAD-lpxA在生长曲线的检测中,稳定期的OD600分别比野生型对照MG1655/p BAD33高0.22、0.16和0.13。进一步在上述三个菌株中导入含有L-苏氨酸合成和转运关键基因的过表达质粒p FW01-thr A*BC-rht C,分别构成以下苏氨酸生产菌株MG1655/p FW01-thr A*BC-rht C/p BAD-lpxA,MG1655/p FW01-thr A*BC-rht C/p BAD-lpxD和MG1655/p FW01-thr A*BC-rht C/p BAD-lpxH,在摇瓶中进行苏氨酸的发酵。36 h后,与野生型对照MG1655/p FW01-thr A*BC-rht C/p BAD相比,三个菌株的L-苏氨酸产量分别提升了17.4%,22.8%和46.1%。其中菌株MG1655/p FW01-thr A*BC-rht C/p BAD-lpxH的苏氨酸产量最高,达到3.20 g×L-1。