中文摘要：

代谢途径分析是当前代谢工程领域最重要的研究方向之一。本课题针对代谢途径分析中如何利用基元模式重构代谢通量，并进而利用代谢途径分析预测代谢工程靶点的科学问题进行了研究。本项目建立了基于C-13同位素分析的代谢通量分析方法，结合代谢途径分析的计算，预测了一系列基因操作靶点。其中，ADHEr，ETOHt2r，PFL，Fum，ACONT，FRD2，FRD3，FUMt2_2，FUMt2_3，ICDHyr，PPC，PYC, SDH 等代谢途径皆被证明是大肠杆菌产琥珀酸的关键基因。本研究还模拟给出了两途径，三途径综合模拟的结果，通过多轮次的基因工程改造，发酵试验证明琥珀酸的得率和产量均得到显著的提高。利用代谢途径分析及代谢工程原理，我们还分离构建出耐热地衣芽胞杆菌高产新菌株，其具有重要的工业应用价值。