全 文 ：第 １２卷第 ３期
２０１４年 ５月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １２ Ｎｏ􀆰 ３
Ｍａｙ ２０１４
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１４􀆰 ０３􀆰 ０１６
收稿日期：２０１３－１２－２３
基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）（２０１１ＡＡ０２Ａ２０７）
作者简介：张　 帜（１９８３—），男，山东济宁人，讲师，研究方向：生物化工；马翠卿（联系人），教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍａｃｑ＠ ｓｄｕ􀆰 ｅｄｕ􀆰 ｃｎ
芽胞杆菌发酵产 ２，３ 丁二醇的研究进展及展望
张　 帜，李理想，马翠卿
（山东大学 微生物技术国家重点实验室，济南 ２５０１００）
摘　 要：综述了近年来利用芽胞杆菌生产 ２，３ 丁二醇（２，３－ＢＤ）的研究进展，包括生产菌株的筛选、影响芽胞杆菌
发酵 ２，３ 丁二醇的因素、芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇代谢途径及调控等方面，并对其研究方向进行了展望。
关键词：芽胞杆菌；２，３ 丁二醇；代谢
中图分类号：ＴＱ９２３　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１４）０３－００７９－０８
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｄｖａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰
ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ，ＬＩ Ｌｉｘｉａｎｇ，ＭＡ Ｃｕｉｑｉｎｇ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ （ ２， ３⁃ＢＤ） ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ｓｔｒａｉｎｓ ｏｆ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 ｗａｓ
ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｔｒａｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ，ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ２，３⁃ＢＤ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ ｏｆ
２，３⁃ＢＤ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ􀆰 Ｆｉｎａｌｌｙ，ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｅｒｓｐｅｃｔ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ􀆰
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 ；２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ；ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ
　 　 ２，３ 丁二醇（２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ，２，３ ＢＤ）是一种
Ｃ４平台化合物，被广泛应用于食品、化工和航空航
天燃料等领域，它可直接用作增湿剂、软化剂和风
味添加剂等，也可用来制备聚合物、油墨、香水、熏
蒸剂、增塑剂、炸药以及药物的手性载体等［１－５］。
２，３ 丁二醇的燃烧值为 ２７ ２００ ｋＪ ／ ｋｇ，与乙醇
（２９ ０５５ ｋＪ ／ ｋｇ）和甲醇（２２ ０８１ ｋＪ ／ ｋｇ）相当，是一种
潜在价值很高的燃料添加剂［６］。 如（２Ｒ，３Ｒ） ２，３
丁二醇由于具有较低的凝固点（ －６０ ℃），因此可以
作为抗冻剂［２，７］，而 ｍｅｓｏ ２，３ 丁二醇还可用于聚
合物的生产［８］。
２，３ 丁二醇的衍生物也具有重要用途。 例如，
２，３ 丁二醇在脱氢酶的作用下生成的 ３ 羟基丁
酮，是一种常用的香料，用作奶油、干酪、咖啡和果
实的香味增强剂［９］；２，３ 丁二醇脱水产物甲乙酮，
是一种优良的有机溶剂，在胶黏剂、合成革、油墨和
涂料等工业领域具有广泛的应用［２，５］；２，３ 丁二醇
脱水产生的 １，３ 丁二烯，可用于合成树脂和橡胶
等；２，３ 丁二醇与甲乙酮缩合并进行加氢反应生成
的辛烷，可用来产生高质量的航空燃料［２，５］。 目前，
２，３ 丁二醇及其衍生物的市场需求据估计可达到
每年 ３ ０００ 万 ｔ 以上，其市场价值高达 ４３０ 亿
美元［１０］。
芽胞杆菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）微生物是革兰氏染色阳
性菌，具有产生芽胞、需氧或兼性厌氧的特性。 芽
胞杆菌由于能够产生芽胞，具有较强的环境抗逆
性；同时，芽胞杆菌具有较强的 Ｃ 源利用能力，可利
用包括葡萄糖、果糖和木糖等单糖，蔗糖和纤维二
糖等二糖以及淀粉等复杂 Ｃ 源，因此，广泛应用于
生产乳酸、聚谷氨酸和乙偶姻等化学品［９，１１－１２］。 目
前，枯草芽胞杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、地衣芽胞杆菌
（Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、多粘类芽胞杆菌 （ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ
ｐｏｌｙｍｙｘａ ） 和 淀 粉 液 化 芽 胞 杆 菌
（Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ），被用于 ２，３ 丁二醇的生产研
究。 本文中，笔者综述近年来利用芽胞杆菌进行 ２，３
丁二醇生产的研究进展，并对其研究方向进行展望。
１　 芽胞杆菌发酵 ２，３ 丁二醇能力对比
芽胞杆菌广泛分布于土壤、水体和空气中。 芽
胞杆菌与其他细菌相比，具有生长繁殖迅速、代谢
快、体积大、生命力顽强等优点。 芽胞杆菌发酵产
２，３ 丁二醇的研究已有很多年的历史［５］，目前已有
报道的产 ２，３ 丁二醇的菌株主要包括多粘类芽胞
杆菌、地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、地芽胞杆菌和
解淀粉芽胞杆菌，这些菌株属于非致病性芽胞杆
菌，被认为是 ＧＲＡＳ（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｒｅｃｏｎｇｎｉｚｅｄ ａｓ ｓａｆｅ）细
菌。 各菌株特点及产 ２，３ 丁二醇能力见表 １。
１􀆰 １　 多粘类芽胞杆菌
多粘类芽胞杆菌（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ）是目
前研究较多的 ２，３ 丁二醇生产菌株。 其早期在分
类学上归为芽胞杆菌属，且由于其在形态特征、生
理生化特征、发酵特性等很多方面与芽胞杆菌类
似，因此，本文中笔者将其与其他芽胞杆菌一起进
行比较。
表 １　 利用芽胞杆菌进行 ２，３ 丁二醇生产的研究
Ｔａｂｌｅ １　 Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ＢＤ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰
菌株 温度 ／℃ Ｃ源
产量 ／
（ｇ·Ｌ－１）
生产强度 ／
（ｇ·Ｌ－１·ｈ－１） 转化率 ／ ％ 文献
Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ ３７ 葡萄糖 ６􀆰 １ ０􀆰 ４０ ６７ ［１３］
Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ ３７ 葡萄糖 ９２􀆰 ３ ０􀆰 ９６ ８４ ［１４］
Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ ３７ 葡萄糖 ６１􀆰 ４ １􀆰 ７１ ７６ ［１５］
Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ ３７ 甘油 ８３􀆰 ３ ０􀆰 ８７ ８４ ［１６］
Ｐ􀆰 ｐｏｌｙｍｙｘａ ３０ 葡萄糖 １１１􀆰 ０ ２􀆰 ０６ — ［１７］
Ｐ􀆰 ｐｏｌｙｍｙｘａ ３０ 菊粉 ３６􀆰 ９ ０􀆰 ８８ — ［１８］
Ｐ􀆰 ｐｏｌｙｍｙｘａ ３９ 木糖 ５􀆰 １ ０􀆰 ２１ — ［１９］
Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ３０ 葡萄糖 １４４􀆰 ７ １􀆰 １４ ８０ ［２０］
Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ
５０ 葡萄糖 １３􀆰 ０ ２􀆰 ６０ ９０
５０ 木糖 １３􀆰 ８ ０􀆰 ９８ ７３
［２１］
Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 ５５ 葡萄糖 １４􀆰 ５ ０􀆰 ３０ ６９ ［２２］
Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ５０ 葡萄糖 １１５􀆰 ７ ２􀆰 ４ ９４ ［２３］
　 　 多粘芽胞杆菌是目前报道的唯一一种可产光
学纯 （ ２Ｒ， ３Ｒ ） ２， ３ 丁二醇的野生菌株。
Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ 等［２４］ 研究发现，在厌氧条件下， ｐＨ
６􀆰 ３、稀释率为 ０􀆰 ２ ｈ－１时，（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇的
光学纯度大于 ９８％，其最高产量为 ７４􀆰 ４ ｍｍｏｌ ／ Ｌ。
进一步的研究发现，添加乙酸可以促进多粘芽胞杆
菌产 ２，３ 丁二醇。 在初始 ｐＨ ６􀆰 ８ 条件下，补料分
批发酵中按照每摩尔葡萄糖中添加 ０􀆰 ３５ ｍｏｌ 乙酸
的量添加乙酸，２，３ 丁二醇产量可达 ６３７ ｍｍｏｌ ／ Ｌ，
其光学纯度大于 ９８％，转化率达到理论转化率的
８１％［２５］。 Ｈäßｌｅｒ等［１７］研究发现多粘芽胞杆菌 ＤＳＭ
３６５具有较高的（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇生产能力，
在 ６０ ｇ ／ Ｌ酵母粉条件下，补料分批发酵 ５４ ｈ，（２Ｒ，
３Ｒ） ２，３ 丁二醇产量达到 １１１􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ，生产强度达
到 ２􀆰 １ ｇ ／ （Ｌ·ｈ），这是目前多粘芽胞杆菌生产 ２，３
丁二醇的最高水平。
多粘芽胞杆菌也可利用戊糖为底物发酵产
２，３ 丁二醇。 Ｌａｕｂｅ 等［２６］对比了 １０ 株多粘芽胞杆
菌的木糖利用能力，发现菌株 ９０３５具有较高的利用
木糖产 ２，３ 丁二醇的能力，其利用木糖可产生 ４􀆰 ４
ｇ ／ Ｌ ２，３ 丁二醇，相同条件下其利用 Ｌ 阿拉伯糖可
产生 ８􀆰 ７ ｇ ／ Ｌ ２，３ 丁二醇。 该菌株还可分别利用甘
露糖、半乳糖、纤维二糖和淀粉产生 ７􀆰 ３、８􀆰 ５、８􀆰 ５ 和
５􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ的 ２，３ 丁二醇，表明该菌株具有较广的底
０８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷　
物谱。 Ｍａｒｗｏｔｏ等［１９］研究发现，在 ３９ ℃条件下多粘
芽胞杆菌批次发酵 ２４ ｈ 可消耗 １００ ｍｍｏｌ ／ Ｌ 的木
糖，共计产生 ３９ ｍｍｏｌ ／ Ｌ的（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇，
同时还生产了 ６５ ｍｍｏｌ ／ Ｌ的乙醇和 ４７ ｍｍｏｌ ／ Ｌ的乙
酸。 而当底物为 １００ ｍｍｏｌ ／ Ｌ 葡萄糖和 １００ ｍｍｏｌ ／ Ｌ
木糖的混合物时，菌株仍能在 ２４ ｈ 内消耗完糖，产
生 ８２ ｍｍｏｌ ／ Ｌ 的 （ ２Ｒ， ３Ｒ） ２， ３ 丁二醇、 １２４
ｍｍｏｌ ／ Ｌ乙醇和 ３３ ｍｍｏｌ ／ Ｌ 乙酸。 以上结果表明，与
葡萄糖相比，多粘芽胞杆菌利用戊糖能力较弱。
菊粉是一种主要由果糖聚合而成的链状非消
化性寡糖，其来源于非粮原料菊芋。 由于多粘类芽
胞杆菌可以产生菊粉酶，因此其可以直接以菊粉为
底物进行 ２，３ 丁二醇的发酵生产。 Ｇａｏ 等［１８］优化
了多粘类芽胞杆菌利用菊粉发酵产 ２，３ 丁二醇的
培养基，研究发现菊粉、Ｋ２ＨＰＯ４和 ＮＨ４Ｃｌ是影响 ２，
３ 丁二醇发酵生产的关键因素，并通过中心组合实
验得到了各因素的最适浓度。 在 ５ Ｌ发酵罐分批发
酵实验中，（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇的质量浓度达到
３６􀆰 ９２ ｇ ／ Ｌ，光学纯度大于 ９８％。
１􀆰 ２　 枯草芽胞杆菌
枯草芽胞杆菌（Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ）是芽胞杆菌属的一种
呈革兰氏染色阳性的菌，该菌能利用多种糖类以及
淀粉，能利用蛋白质，分解色氨酸形成吲哚。 在工
业上，枯草芽胞杆菌是重要的 α 淀粉酶、中性蛋白
酶和 ５′ 核苷酶生产菌株，具有重要的经济价值。
与地衣芽胞杆菌类似，枯草芽胞杆菌及其生产的酶
制剂被美国 ＦＤＡ 认定为 ＧＲＡＳ（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ
ａｓ ｓａｆｅ），菌体本身在污水处理和生物菌肥行业中广
泛应用。 枯草芽胞杆菌（最广泛应用的菌株为枯草
芽胞杆菌 １６８）作为芽胞杆菌属的模式菌株，已经测
序获得多个菌株的全基因组信息，其遗传操作体系
也是芽胞杆菌属内最成熟，应用最广泛的。 早在 ２０
世纪 ４０年代，科学家就发现枯草芽胞杆菌能够发酵
葡萄糖产生 ２， ３ 丁二醇，但是相关报道很少。
Ｂｉｓｗａｓ等［１３］报道了 １ 株枯草芽胞杆菌 １６８ 的工程
菌能够增加 ２，３ 丁二醇的发酵生产能力，采用
ＡｌｓＳＤ操纵子的启动子 Ｐ ａｌｓＳＤ替换 ｂｕｄＡ 基因的启动
子，使菌株能够在对数生长前期表达 ｂｕｄＡ 基因，经
过基因工程改造后的菌株开始积累 ２，３ 丁二醇的
时间由对数后期提前到对数前期，通过添加乙酸
盐，采用好氧 厌氧两步发酵法等策略使菌株生产强
度提高 ６􀆰 ７倍，达到 ０􀆰 ４ ｇ ／ （Ｌ·ｈ），２，３ 丁二醇的最
终总质量浓度达到 ６􀆰 １ ｇ ／ Ｌ。 枯草芽胞杆菌发酵生
产 ２，３ 丁二醇的构型以（２Ｒ，３Ｒ） 丁二醇为主。
１􀆰 ３　 淀粉液化芽胞杆菌
淀粉液化芽胞杆菌近年来被发现是较好的 ２，
３ 丁二醇生产菌株。 Ｙａｎｇ 等［１４］筛选到 １ 株产 ２，
３ 丁二醇的淀粉液化芽胞杆菌 Ｂ１０ １２７，该菌株能
够在 ２００ ｇ ／ Ｌ的葡萄糖培养基中生长并生产 ２，３
丁二醇，显示出较高的葡萄糖耐受性。 该菌株的最
适发酵温度为 ３７ ℃，最适初始 ｐＨ 在 ５􀆰 ５ ～ ７􀆰 ５ 之
间，其补料分批发酵产量可达 ９２􀆰 ３ ｇ ／ Ｌ，生产强度为
０􀆰 ９６ ｇ ／ （Ｌ·ｈ）。 该菌株的转化率为理论转化率的
８４％，主要副产物为琥珀酸。 进一步的研究表明：玉
米浆、豆粕和柠檬酸铵是影响该菌株发酵产 ２，３ 丁
二醇的关键因素，并利用响应面法优化得到了以上
因素的最适浓度，在最优培养基中，该菌株的产量
提高至 ６２􀆰 ７ ｇ ／ Ｌ，生产强度提高至 １􀆰 ４９ ｇ ／ （Ｌ·ｈ），
是原有水平的 ２􀆰 ４倍。 当发酵体积放大到 ２０ Ｌ 后，
发酵 ３６ ｈ，２，３ 丁二醇的终质量浓度达到 ６１􀆰 ４
ｇ ／ Ｌ，其生产强度达到 １􀆰 ７１ ｇ ／ （Ｌ·ｈ），转化率为理论
转化率的 ７６％［１５］。 该菌株还能够利用甘油作为发
酵底物进行 ２，３ 丁二醇的生产。 研究结果表明，粗
甘油的发酵特性与纯甘油接近，且不抑制菌体生
长。 同时还发现，添加葡萄糖或者蔗糖能够显著促
进甘油利用和 ２，３ 丁二醇生产的速率，但其中葡萄
糖对甘油的利用有抑制作用，而蔗糖没有抑制甘油
的利用，其促进甘油利用和 ２，３ 丁二醇生产的效果
更为显著。 在此基础上，Ｙａｎｇ［１６］利用富含蔗糖的甜
菜糖蜜作为共代谢底物，补料分批发酵 ９６ ｈ，２，３
丁二醇产量达到 ８３􀆰 ３ ｇ ／ Ｌ，转化率为理论转化率的
８４％，生产强度为 ０􀆰 ８７ ｇ ／ （Ｌ·ｈ），为目前报道的利
用粗甘油发酵的最高水平。
１􀆰 ４　 地衣芽胞杆菌
在工业上，地衣芽胞杆菌（Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ）应用
广泛，主要用来生产蛋白酶、淀粉酶和抗生素等。
虽然，研究者很早就发现地衣芽胞杆菌可以产生 ２，
３ 丁二醇，但是有关地衣芽胞杆菌发酵生产 ２，３
丁二醇的文献报道不多， 产物浓度也很低。
Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ等［２７］利用地衣芽胞杆菌，以葡萄糖为 Ｃ
源（２０ ｇ ／ Ｌ），在 ３７ ℃、ｐＨ ６􀆰 ０条件下，发酵 ７２ ｈ，２，
３ 丁二醇质量浓度为 ８􀆰 ７ ｇ ／ Ｌ，转化率达到理论转
化率的 ９４％，但生产强度仅有 ０􀆰 １２ ｇ ／ （ Ｌ·ｈ）。
Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ等［２８］进一步研究发现，地衣芽胞杆菌能
够利用葡萄糖、果糖、纤维二糖、淀粉、蔗糖和甘露
糖进行 ２，３ 丁二醇的生产，表明该菌具有较广的底
１８　 第 ３期 张　 帜等：芽胞杆菌发酵产 ２，３ 丁二醇的研究进展及展望
物谱。
Ｗａｎｇ等［２１］筛选得到一株能够在高温（５０ ℃）
条件下积累乳酸的菌株 Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ＢＬ１，经过木
糖驯化以及敲除乳酸脱氢酶基因（ ｌｄｈ）后得到的菌
株 Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ＢＬ８能够在 ５０ ℃高温条件下发酵
葡萄糖和木糖生产高光学纯度（９８％）的（２Ｒ，３Ｒ）
丁二醇。 在 ｐＨ ５􀆰 ０、５％通气条件下，发酵 ３０ ｇ ／ Ｌ的
葡萄糖和木糖分别获得 １３５ ｍｍｏｌ （１２􀆰 １６ ｇ ／ Ｌ）和
１５３􀆰 ３ ｍｍｏｌ（１３􀆰 ８２ ｇ ／ Ｌ） ２，３ 丁二醇，转化率分别
为 ０􀆰 ９ ｍｏｌ ／ ｍｏｌ 葡萄糖和 ０􀆰 ７３ ｍｏｌ ／ ｍｏｌ 木糖，最大
生产速率分别为 ２９􀆰 ４和 ２６􀆰 １ ｍｍｏｌ ／ （Ｌ·ｈ）。 Ｐｅｒｅｇｏ
等［２９］利用 Ｂ􀆰 ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ＮＣＩＭＢ ８０９５ 发酵玉米淀
粉水解液生产 ２，３ 丁二醇，在最佳条件下，二醇
（２，３ 丁二醇与乙偶姻的总量）生产强度达到 ０􀆰 ５８
ｇ ／ （Ｌ·ｈ），转化率达到 ０􀆰 ８７ ｍｏｌ ／ ｍｏｌ，其中 ２，３ 丁二
醇为 ６􀆰 ４４ ｇ ／ Ｌ，乙偶姻为 ０􀆰 ４７ ｇ ／ Ｌ。 Ｌｉ等［２３］筛选得
到了高温高产 ２，３ 丁二醇的地衣芽胞杆菌 １０ １
Ａ，其可在 ５０℃条件下高效发酵葡萄糖生产 ２，３ 丁
二醇，产量高达 １１５􀆰 ７ ｇ ／ Ｌ，同时生产强度达到 ２􀆰 ４
ｇ ／ （Ｌ·ｈ），转化率为理论转化率的 ９４％，为目前高温
菌株产 ２，３ 丁二醇的最高水平。 该菌株的基因组
已经完成测序，对基因组的深入分析有望阐明其 ２，
３ 丁二醇高温高效生产机制。
１􀆰 ５　 嗜热地芽胞杆菌
目前，关于高温条件下（５０～６０ ℃）产乳酸和乙
醇的菌株研究较多，而在该条件下产 ２，３ 丁二醇的
菌株鲜见报道。 Ｘｉａｏ 等［２２］首次报道了 １ 株在高温
条件下产 ２，３ 丁二醇和乙偶姻的嗜热地芽胞杆菌，
采油采出水经 １００ ℃灭菌后涂布筛选平板，筛选得
到了能够产 ２，３ 丁二醇和乙偶姻的菌株 ＸＴ１５，经
鉴定为 Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ。 该菌株的最适生长温度为 ４５ ～
５５ ℃，其在 ｐＨ ８􀆰 ０ 时，产物乙偶姻的产量最高，达
到 ８􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ。 在优化后的条件下培养 ４８ ｈ，２，３ 丁
二醇和乙偶姻的产量分别为 １４􀆰 ５和 ７􀆰 ７ ｇ ／ Ｌ。
２　 芽胞杆菌发酵 ２，３ 丁二醇的影响
因素
　 　 微生物发酵生产 ２，３ 丁二醇受到很多因素的
影响，其中溶氧（ＤＯ）和 ｐＨ 被认为是影响最大的 ２
个因素。 此外，部分芽胞杆菌具有在高温下生长并
产生 ２，３ 丁二醇的能力，且温度对于 ２，３ 丁二醇
产量影响较大。 因此，笔者总结了以下 ３ 个因素对
芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇生产的影响。
２􀆰 １　 溶氧
溶氧是影响微生物 ２，３ 丁二醇发酵的关键因
素，其水平高低影响到 ２，３ 丁二醇的产量、生产强
度以及副产物的形成［５］。 一般来说，高的溶氧水平
会导致生物量的提高，从而提高生产强度，但往往
会造成 ２，３ 丁二醇产量的降低；而低的溶氧会提高
２，３ 丁二醇的产量，但由于低溶氧条件下细胞密度
的降低，会导致低的 ２，３ 丁二醇生产强度。 因此，
为了提高 ２，３ 丁二醇的生产效率，需要优化一个适
当的溶氧控制策略。
Ｙａｎｇ 等［１４］ 研 究 发 现 转 速 能 显 著 影 响
Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ Ｂ１０ １２７ 发酵 ２，３ 丁二醇产
量。 随着转速的增加，菌体干质量提高，发酵周期
缩短，但是 ２，３ 丁二醇产量有所降低，而副产物乙
偶姻的产量逐渐提高。
（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇是多粘芽胞杆菌发酵的
主要产物，研究表明溶氧水平还影响多粘芽胞杆菌
的光学纯度。 Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ 等［２４］研究发现，溶氧水
平影响多粘芽胞杆菌所产（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ 的
ｅ􀆰 ｅ􀆰 值，其首先在摇瓶中验证了装液量对产物
ｅ􀆰 ｅ􀆰 值的影响，发现低装液量条件下发酵产物主要
为乙偶姻，（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ 仅为 １２􀆰 ９ ｍｍｏｌ ／ Ｌ。
随着装液量的增加，２，３ 丁二醇产量逐渐提高至
９７􀆰 ４ ｍｍｏｌ ／ Ｌ，ｅ􀆰 ｅ􀆰 值可达到 ９４％；而厌氧条件下，
产量有所降低，仅为 ７４􀆰 ４ ｍｍｏｌ ／ Ｌ，但ｅ􀆰 ｅ􀆰 值则高达
９９％。 ５ Ｌ发酵罐水平的实验也表明，多粘芽胞杆菌
在厌氧条件下产生的（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ 光学纯度
大于 ９８％［２５］。 Ｈäßｌｅｒ 等［１７］在发酵罐上研究了不同
搅拌转速和通风速率对多粘芽胞杆菌（２Ｒ，３Ｒ） ２，
３ ＢＤ的产量和ｅ．ｅ．值的影响，结果表明随着转速的
提高，２，３ 丁二醇产量逐渐升高，而产物中（２Ｒ，
３Ｒ） ２，３ ＢＤ所占比例不断降低，通风的作用小于
转速，这可能是由于高转速条件下的表面产气效应
提高了 Ｏ２的溶解效率。 该菌株在 ５００ ｒ ／ ｍｉｎ、０􀆰 ２
ｖｖｍ（每分钟通气量与罐体实际料液体积的比值）以
及 ６０ ｇ ／ Ｌ酵母粉作为 Ｎ源的条件下，补料分批发酵
５４ ｈ，（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇产量达到 １１１􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ，
ｅ．ｅ．值大于 ９８％。
２􀆰 ２　 ｐＨ
ｐＨ是影响芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇产量及其不同
异构体的合成的重要因素。 一般而言，碱性环境有
利于有机酸的形成，从而降低 ２，３ 丁二醇的产量；
而在酸性环境中，有机酸的合成量显著降低，醇类
２８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷　
化合物的合成量显著提高。 不同菌株 ２，３ 丁二醇
生产的最适 ｐＨ往往不同。
嗜热地芽胞杆菌 ＸＴ１５ 在初始 ｐＨ ８􀆰 ０ 的条件
下，２，３ 丁二醇和乙偶姻的产量最高［２２］。 对于
Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ Ｂ１０ １２７而言，初始 ｐＨ在５􀆰 ５～
７􀆰 ５之间时，２，３ 丁二醇产量较高，其中 ｐＨ ６􀆰 ５ 时，
２， ３ 丁 二 醇 产 量 最 高， 达 到 ６１􀆰 ６ ｇ ／ Ｌ［１４］。
Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ 等［２７］研究发现地衣芽胞杆菌发酵生产
２，３ 丁二醇的最适 ｐＨ 是 ６􀆰 ０；而 Ｗａｎｇ 等［２１］利用
敲除了 ｌｄｈ基因的地衣芽胞杆菌 ＢＬ５ 在 ５０ ℃条件
下发酵 ２，３ 丁二醇时发现：在 ｐＨ ７􀆰 ０时，会产生大
量副产物甲酸和乙醇；在 ｐＨ ５􀆰 ０ 条件下，２，３ 丁二
醇为主要发酵产物，因此，该菌的最适 ｐＨ 为 ｐＨ
５􀆰 ０。 Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ等［２４］研究发现，在 ｐＨ ５􀆰 ７ 时，多
粘芽胞杆菌所产生的 ｍｅｓｏ ２，３ ＢＤ 含量明显提
高，导致（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ 的 ｅ．ｅ ．值降低至 ９４％；
而 ｐＨ在 ６􀆰 ０ ～ ６􀆰 ９ 之间时，（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ 的
ｅ．ｅ．值可达 ９８％。 菌株在 ｐＨ ６􀆰 ６时的产量降低较为
显著，仅为 ｐＨ ６􀆰 ０ 时产量的 ３５％。 以上结果表明：
ｐＨ对于不同菌株 ２，３ 丁二醇的生产有不同的影
响，对于筛选到的新菌株，发酵 ｐＨ 的优化尤为
重要。
２􀆰 ３　 温度
温度也是影响 ２，３ 丁二醇发酵生产的重要因
素。 对于 Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ Ｂ１０ １２７ 来说，其 ２，
３ 丁二醇的最适发酵温度是 ３７ ℃，而当温度低于
３７ ℃时，该菌株主要发酵产物为乙偶姻，这一现象
与菌株 Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｏｘｙｔｏｃａ Ｍ１ 相似［１４，３０］，推测其原因
可能是菌株 Ｂ１０ １２７中的 ２，３ 丁二醇脱氢酶的转
录水平受到温度的影响，导致其胞内 ２，３ 丁二醇脱
氢酶活性在 ３０ ℃时远低于 ３７ ℃，从而积累乙偶姻。
对多粘芽胞杆菌来说，温度是影响其发酵木糖产 ２，
３ 丁二醇的显著因素，当温度在 ３０ ～ ３９ ℃范围内，
（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ 丁二醇产量随着温度的升高而升
高［１９］。 而对菌株嗜热地芽胞杆菌 ＸＴ１５ 来说，４５ ～
５５ ℃是其最适生长温度［２２］。 Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ 等［２７］研究
地衣芽胞杆菌发酵生产 ２，３ 丁二醇时发现其最适
温度是 ３７ ℃；但笔者所在课题组 Ｌｉ 等［２３］利用筛选
到的高温菌株 １０ １ Ａ进行 ２，３ 丁二醇生产研究
时发现，与 Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ 等报道的结果不同，地衣芽
胞杆菌 １０ １ Ａ的最适温度是 ５０ ℃。 由此可知，
温度对于不同微生物有不同影响，即使是同一个种
的不同菌株，也可能有不同的影响，因此有必要对
新菌株进行发酵温度的优化。
３　 芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇合成途径及
调控机制
３􀆰 １　 ２，３ 丁二醇合成途径
微生物中 ２，３ 丁二醇合成途径是经由混合酸
途径得到的，产物中除了 ２，３ 丁二醇还有一系列副
产物，主要有乙醇、乳酸、乙酸、甲酸和琥珀酸等副
产物［２］。 已有报道的 ２，３ 丁二醇合成途径主要包
括 ３条（图 １）。 其一为丙酮酸在 α 乙酰乳酸合成
酶作用下生成 α 乙酰乳酸，并在 α 乙酰乳酸脱羧
酶作用下生成（３Ｒ） 乙偶姻，（３Ｒ） 乙偶姻在 ２，３
丁二醇脱氢酶的作用下还原得到 ２，３ 丁二醇，这条
途径是微生物中 ２，３ 丁二醇合成的主要途径，其关
键酶研究较多；其二为在有氧条件下，α 乙酰乳酸
发生自发氧化脱羧生成双乙酰，双乙酰在 ２，３ 丁二
醇脱氢酶（或者叫做双乙酰还原酶）的作用下，生成
乙偶姻，再进一步生成 ２，３ 丁二醇，该途径被认为
是 ２，３ 丁二醇合成的支路途径；其三为在葡萄糖消
耗完的情况下，碳代谢阻遏（ＣＣＲ）现象消失，此时
双 乙 酰 在 乙 偶 姻 脱 氢 酶 复 合 体 （ ａｃｅｔｏｉｎ
ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｅｎｚｙｍｅ ｓｙｓｔｅｍ，ＡｏＤＨ ＥＳ）的作用下生
成乙酰乙偶姻，并进一步在乙酰乙偶姻还原酶
（ＡＡＣＲ）的作用下，生成乙酰丁二醇，乙酰丁二醇可
进一步生成 ２，３ 丁二醇，但是催化此步反应的酶不
详，且由于发酵过程中底物葡萄糖的存在会抑制该
途径，因此其在 ２，３ 丁二醇发酵生产中的作用可以
忽略［２，５，３１－３２］。
３􀆰 ２　 芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇合成基因簇及关键酶
在芽胞杆菌中 ２，３ 丁二醇合成基因簇总结如
图 ２所示。 由图 ２可以看出：芽胞杆菌中的 ２，３ 丁
二醇合成基因簇结构与革兰氏阴性菌（如肺炎克雷
伯氏菌），有较大差异，主要表现为 ３ 个方面：①在
芽胞杆菌中该基因簇的第 ２ 个基因是 α 乙酰乳酸
脱羧酶基因，第 ３个是 α 乙酰乳酸合成酶基因，而
肺炎克雷伯氏菌中 α 乙酰乳酸合成酶基因在 α
乙酰乳酸脱羧酶基因之前，这样会影响 ２ 个酶的表
达水平；②在芽胞杆菌中 ２，３ 丁二醇脱氢酶独立存
在，而肺炎克雷伯氏菌中 ２，３ 丁二醇脱氢酶基因
ｂｄｈ与 ａｌｓＲ、ａｌｓＤ 和 ａｌｓＳ 共同组成一个完整的基因
簇；③绝大部分芽胞杆菌中的 ２，３ 丁二醇脱氢酶为
中链家族 ２，３ 丁二醇脱氢酶（图 ３），其可同时催化
（２Ｒ，３Ｒ） ２，３ ＢＤ和 ｍｅｓｏ ２，３ ＢＤ与（３Ｒ） ＡＣ
３８　 第 ３期 张　 帜等：芽胞杆菌发酵产 ２，３ 丁二醇的研究进展及展望
ＡＬＳ—乙酰乳酸合成酶；ＡＬＤＣ—乙酰乳酸脱羧酶；
ＮＯＤ—非酶氧化脱羧；ＢＤＨ—２，３ 丁二醇脱氢酶；
ＡＡＣＲ—乙酰乙偶姻还原酶
图 １　 芽胞杆菌中 ２，３ 丁二醇合成途径
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｔｈｅ ２，３⁃ＢＤ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰
和（３Ｓ） ＡＣ 间的可逆反应［３３ ３４］，而在肺炎克雷伯
氏菌中的 ２，３ 丁二醇脱氢酶属于短链家族 ２，３ 丁
二醇脱氢酶（图 ３），该类酶主要催化 ｍｅｓｏ ２，３
ＢＤ与（３Ｒ） ＡＣ间的可逆反应［３５］。 目前，仅有在地
衣芽胞杆菌中的 ２，３ 丁二醇脱氢酶属于短链家族
２，３ 丁二醇脱氢酶［２３］。 由于 α 乙酰乳酸脱羧酶
催化 α 乙酰乳酸仅生成（３Ｒ） ＡＣ，因此，２，３ 丁
二醇脱氢酶的不同导致了芽胞杆菌生成的 ２，３ 丁
二醇异构体和肺炎克雷伯氏菌的不同。
３􀆰 ３　 芽胞杆菌 ２，３ 丁二醇合成的调控
在微生物中 ２，３ 丁二醇合成受到乙酸盐、群体
感应等因素的调控，对于调控机制的深入研究有望
开发基于基因调控的 ２，３ 丁二醇高效生产策略。
因此，２，３ 丁二醇调控机制是目前生物法生产
２，３ 丁二醇研究的热点之一。 Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ 是目前唯
一一种 ２，３ 丁二醇合成基因簇调控机制得到研究
的芽胞杆菌菌株。
Ｒｅｎｎａ 等［３６］敲除了 Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ 中的 ａｌｓＲ 基因，
发现 ａｌｓＳＤ操纵子不表达，而融合转录实验也表明，
ＡｌｓＲ蛋白对于 ａｌｓＳＤ 操纵子的表达是必需的，且在
稳定期时表达量明显提高。 Ｆｒäｄｒｉｃｈ 等［３７］研究发
现，ａｌｓＳＤ操纵子对厌氧条件下的乙酸积累、乙酸的
添加、低 ｐＨ和好氧发酵的稳定期等几种条件的响
注：图中数字代表各基因的 Ｇｅｎｂａｎｋ号，ＡＲＹＤ００００００００􀆰 １为
Ｐ􀆰 ｐｏｌｙｍｙｘａ ＡＴＣＣ １２３２１基因组草图的 Ｇｅｎｂａｎｋ号。
图 ２　 产 ２，３ 丁二醇芽胞杆菌中 ２，３ 丁二醇合成基因簇
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｇｅｎｅ ｃｌｕｓｔｅｒｓ ｆｏｒ ２，３⁃ＢＤ
ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰
ＰｐＢＤＨ—（ ２Ｒ， ３Ｒ ） ＢＤＨ ｉｎ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ （ ＹＰ ＿
００１４８７５７３）； ＢｓＢＤＨ—ｔｈｅ （ ２Ｒ， ３Ｒ） ＢＤＨ ｉｎ Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ （ ＮＰ ＿
３８８５０５􀆰 １ ）； ＳＢＤＨ—ｍｅｓｏ ＢＤＨ ｉｎ Ｓ􀆰 ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ ＢＤＨ
（ＡＦＨ００９９９）； ＫｐＢＤＨ—ｍｅｓｏ ＢＤＨ ｉｎ Ｋ􀆰 ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ ＩＡＭ １０６３
（ＹＰ ＿００２９１９８３７􀆰 １）； ＢｌＢＤＨ—ｍｅｓｏ ＢＤＨ ｉｎ ｓｔｒａｉｎ １０ １ Ａ
（ｐｒｏｔｅｉｎ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｂｙ ＫＦ２５０４２９）； ＢｃＢＤＨ—（２Ｒ，３Ｒ） ＢＤＨ ｉｎ
Ｂ􀆰 ｃｏａｇｕｌａｎｓ ２ ６（ＹＰ＿００４５７０００６􀆰 １）； ＢａＢＤＨ—（２Ｒ，３Ｒ） ＢＤＨ
ｉｎ Ｂ􀆰 ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ ｓｕｂｓｐ􀆰 ｐｌａｎｔａｒｕｍ ＹＡＵ Ｂ９６０１ Ｙ２ （ＹＰ ＿
００５４１９９１４􀆰 １ ）； ＭＤＲ—ｍｅｄｉｕｍ⁃ｃｈａｉｎ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｓ ／ ｒｅｄｕｃｔａｓｅｓ；
ＳＤＲ—ｓｈｏｒｔ⁃ｃｈａｉｎ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｓ ／ ｒｅｄｕｃｔａｓｅｓ
图 ３　 ２，３ 丁二醇脱氢酶的进化树分析
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＢＤＨｓ
应均依赖于调控基因 ａｌｓＲ的存在；利用 Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ的
ＲＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ进行的体外转录实验证明，ａｌｓＳＤ操
纵子的启动子转录需要调控蛋白 ＡｌｓＲ的存在；对该
启动子分析发现，其包含一个高亲和度结合位
点———调控结合区（ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｂｉｎｄｉｎｇ ｓｉｔｅ）和一个低
亲和度结合位点———激活因子结合区 （ ａｃｔｉｖａｔｏｒ
ｂｉｎｄｉｎｇ ｓｉｔｅ），两者对该启动子的转录都是必需的，
且 ＡｌｓＲ蛋白与 ＲＢＳ和 ＡＢＳ结合后会形成稳定的四
聚体结构，该结构的调控蛋白能够起始 ａｌｓＳＤ 操纵
４８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷　
子的启动子转录。
由于在 Ｂ􀆰 ｓｕｂｔｉｌｉｓ中的 ２，３ 丁二醇脱氢酶基因
ｂｄｈＡ与 ａｌｓＳＤ操纵子分布在基因组的不同位置，其
是否受到调控蛋白 ＡｌｓＲ的调控成为 ２，３ 丁二醇合
成调控的另一个问题。 ｄｅ Ｏｌｉｖｅｉｒａ等［３８］构建了 ａｌｓＲ
基因敲除的菌株，并分别比较了野生菌株和突变菌
株中 ｂｄｈＡ ｌａｃＺ 融合基因表达水平、稳定期 ｂｄｈＡ
基因 ｍＲＮＡ 表达水平和 ２，３ 丁二醇脱氢酶活力，
结果发现 ＡｌｓＲ对 ｂｄｈＡ基因表达的激活作用仅在稳
定期早期，敲除 ａｌｓＲ基因后，ｂｄｈＡ基因的表达降低，
但并未完全丧失。 同时，体外实验表明，ＡｌｓＲ 并不
能与 ｂｄｈＡ 基因的启动子相结合。 以上结果表明，
ＡｌｓＲ蛋白并不直接调控 ｂｄｈＡ 基因的表达，其可能
通过其他蛋白间接调控 ｂｄｈＡ基因的表达。
４　 展望
４􀆰 １　 高效生产 ２，３ 丁二醇的嗜热芽胞杆菌的筛选
目前，产 ２，３ 丁二醇的菌株其生长温度一般为
３０～４０ ℃，在此温度条件下容易染菌［２２］。 而在 ５０～
６０ ℃条件下进行发酵生产可以大大降低染菌的机
会，同时该温度条件有利于纤维素原料的同步糖化
发酵，因此高温条件下发酵生产乳酸、乙醇等产品
的研究成为近年来研究的热点。 但是目前在可高
效生产 ２，３ 丁二醇的微生物中，肺炎克雷伯氏菌、
产酸克雷伯氏菌和黏质沙雷氏菌均不能在此条件
下生长，同时部分芽胞杆菌如枯草芽胞杆菌和多粘
芽胞杆菌也不能在 ５０～６０ ℃条件下生长。 因此，这
些菌株不能够用于高温条件下生产 ２，３ 丁二醇。
但部分芽胞杆菌能够在高温条件下生长，如地衣芽
胞杆菌、嗜热地芽胞杆菌和凝结芽胞杆菌等，可以
在 ５０～６０ ℃时生长并代谢葡萄糖、木糖等 Ｃ 源，生
产 ２，３ 丁二醇，但是其产量较克雷伯氏菌低。 因
此，筛选高效生产 ２，３ 丁二醇的嗜热芽胞杆菌将成
为今后 ２，３ 丁二醇发酵生产研究的热点之一。
４􀆰 ２　 芽胞杆菌基因工程改造
芽胞杆菌的遗传操作较为困难，目前在用于生
产 ２，３ 丁二醇的芽胞杆菌中，仅枯草芽胞杆菌和地
衣芽胞杆菌 ＢＬ１成功进行了基因工程改造，尚未有
关于解淀粉芽胞杆菌和多粘芽胞杆菌基因工程改
造的研究报道。 虽然以上菌株 ２，３ 丁二醇产量较
高，但其转化率较低，对其副产物合成途径进行代
谢工程改造，有望提高其转化率，从而提高 ２，３ 丁
二醇生产的经济性。 同时，凝结芽胞杆菌 ２ ６、
ＸＺＬ９ 分别是高效利用葡萄糖和木糖生产乳酸的高
温菌株，其基因组中有 ２，３ 丁二醇合成基因簇，具
有 ２，３ 丁二醇生产能力，对其进行基因工程改造有
望得到高效利用葡萄糖和木糖生产 ２，３ 丁二醇的
高温菌株，甚至可实现 ２，３ 丁二醇的开放式发酵
生产。
参考文献：
［ １ ］ 　 Ｓｙｕ Ｍ Ｊ． Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ［ Ｊ ］ ． Ａｐｐｌ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２００１，５５：１０⁃１８．
［ ２ ］ 　 Ｃｅｌｉｎｓｋａ Ｅ， Ｇｒａｊｅｋ Ｗ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２， ３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ：ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ａｄｖ，２００９，
２７：７１５⁃７２５．
［ ３ ］ 　 马翠卿，李理想，高超．基于生物质与资源的化工多元醇生物
炼制研究进展［Ｊ］ ．生物加工过程，２０１３，１１（２）：４４⁃５２．
［ ４ ］ 　 秦加阳，肖梓军，张兆斌，等．一种简单的高产 ２，３ 丁二醇发
酵生产方法［Ｊ］ ．生物加工过程，２００５，３（４）：７１⁃７３．
［ ５ ］ 　 Ｊｉ Ｘ Ｊ， Ｈｕａｎｇ Ｈ， Ｏｕｙａｎｇ Ｐ Ｋ． Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：ａ ｓｔａｔｅ⁃ｏｆ⁃ｔｈｅ⁃ａｒｔ ｒｅｖｉｅｗ ［ Ｊ］ ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ａｄｖ，２０１１，
２９：３５１⁃３６４．
［ ６ ］ 　 Ｇａｒｇ Ｓ Ｋ，Ｊａｉｎ Ａ． Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ： ａ
ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ，１９９５，５１：１０３⁃１０９．
［ ７ ］ 　 Ｙａｎ Ｙ，Ｌｅｅ Ｃ Ｃ，Ｌｉａｏ Ｊ Ｃ．Ｅｎａｎｔｉｏｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｐｕｒｅ（Ｒ，
Ｒ ）⁃２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｉｎ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ｗｉｔｈ ｓｔｅｒｅｏｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｌｃｏｈｏｌ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｓ［ Ｊ］ ．Ｏｒｇ Ｂｉｏｍｏｌ Ｃｈｅｍ，２００９，
７：３９１４⁃３９１７．
［ ８ ］ 　 Ｇｕｂｂｅｌｓ Ｅ， Ｊａｓｉｎｓｋａ⁃Ｗａｌｃ Ｌ， Ｋｏｎｉｎｇ Ｃ Ｅ． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｖｅｌ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ２， ５⁃
ｆｕｒａｎｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ［ Ｊ］ ． Ｐｏｌｙｍ Ｓｃｉ Ｐｏｌ
Ｃｈｅｍ，２０１３，５１：８９０⁃８９８．
［ ９ ］ 　 Ｘｉａｏ Ｚ Ｊ， Ｌｉｕ Ｐ Ｈ， Ｑｉｎ Ｊ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ ｅｎｈａｎｃｅｄ ａｃｅｔｏｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ
ｍｏｌａｓｓｅｓ ａｎｄ ｓｏｙｂｅａｎ ｍｅａｌ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ［ Ｊ ］ ． Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２００７，７４（１）：６１⁃６８．
［１０］ 　 Ｋｏｐｋｅ Ｍ，Ｍｉｈａｌｃｅａ Ｃ，Ｌｉｅｗ Ｆ，ｅｔ ａｌ．２，３⁃Ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ
ａｃｅｔｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉａ， ａｎ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒｏｕｔｅ ｔｏ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，
ｕｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅ ｇａｓ［ Ｊ］ ．Ａｐｐｌ Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，２０１１，７７
（１５）：５４６７⁃５４７５．
［１１］ 　 Ｋｏ Ｙ Ｈ，Ｇｒｏｓｓ Ｒ Ａ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｌｕｃｏｓｅ ａｎｄ ｇｌｙｃｅｒｏｌ ｏｎ γ⁃ｐｏｌｙ
（ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ） ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ＡＴＣＣ ９９４５ａ
［Ｊ］ ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｉｏｅｎｇ，１９９８，５７（４）：４３０⁃４３７．
［１２］ 　 Ｑｉｎ Ｊ， Ｚｈａｏ Ｂ， Ｗａｎｇ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｎｏｎ⁃ｓｔｅｒｉｌｉｚｅｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｖｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ⁃ｇｒａｄｅ Ｌ⁃ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｂｙ ａ ｎｅｗｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ
ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ｓｔｒａｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ２⁃６ ［ Ｊ ］ ． ＰＬｏＳ Ｏｎｅ， ２００９， ４
（２）：ｅ４３５９．
［１３］ 　 Ｂｉｓｗａｓ Ｒ，Ｙａｍａｏｋａ Ｍ，Ｎａｋａｙａｍａ Ｈ，ｅｔ ａｌ． Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｂｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ［ Ｊ ］ ． Ａｐｐｌ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１２，９４（３）：６５１⁃６５８．
［１４］ 　 Ｙａｎｇ Ｔ，Ｒａｏ Ｚ，Ｚｈａｎｇ Ｘ，ｅｔ ａｌ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｆｒｏｍ
ｇｌｕｃｏｓｅ ｂｙ ＧＲＡＳ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ［ Ｊ］ ． Ｊ
５８　 第 ３期 张　 帜等：芽胞杆菌发酵产 ２，３ 丁二醇的研究进展及展望
Ｂａｓｉｃ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，２０１１，５１：６５０⁃６５８．
［１５］ 　 Ｙａｎｇ Ｔ，Ｚｈａｎｇ Ｘ，Ｒａｏ Ｚ，ｅｔ ａｌ，Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｃａｌｅ⁃ｕｐ ｏｆ ２，３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ Ｂ１０⁃１２７［Ｊ］ ．
Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｍｉｃｒｏｂ Ｂｉｏｔｅｃｈ，２０１１，２８（４）：１５６３⁃１５７４．
［１６］ 　 Ｙａｎｇ Ｔ Ｗ，Ｒａｏ Ｚ Ｍ，Ｚｈａｎｇ Ｘ，ｅｔ ａｌ． Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ⁃
ｄｅｒｉｖｅｄ ｇｌｙｃｅｒｏｌ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ： ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏ⁃
ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｏｎ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］ ． Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１３，９７（１７）：７６５１⁃７６５８．
［１７］ 　 Ｈäßｌｅｒ Ｔ， Ｓｃｈｉｅｄｅｒ Ｄ， Ｐｆａｌｌｅｒ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｆｅｄ⁃ｂａｔｃｈ
ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｂｙ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ ＤＳＭ
３６５［Ｊ］ ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ， ２０１２，１２４：２３７⁃２４４．
［１８］ 　 Ｇａｏ Ｊ，Ｘｕ Ｈ，Ｌｉ Ｑ， ｅｔ ａｌ． Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ｏｎｅ⁃ｓｔｅｐ
ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｕｌｉｎ ｅｘｔｒａｃｔ ｆｒｏｍ Ｊｅｒｕｓａｌｅｍ ａｒｔｉｃｈｏｋｅ ｔｕｂｅｒｓ
ｕｓｉｎｇ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ ＺＪ⁃９ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ Ｒ， Ｒ⁃２，３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２０１０，１０１（１８）：７０７６⁃７０８２．
［１９］ 　 Ｍａｒｗｏｔｏ Ｂ，Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ Ｙ，Ｋａｋｉｚｏｎｏ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ
（Ｒ，Ｒ）⁃２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｘｙｌｏｓｅ ｂｙ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ
ｐｏｌｙｍｙｘａ ａｔ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［ Ｊ］ ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔ，２００２，２４
（２）：１０９⁃１１４．
［２０］ 　 Ｊｕｒｃｈｅｓｃｕ Ｉ Ｍ，Ｈａｍａｎｎ Ｊ，Ｚｈｏｕ Ｘ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｆｅｄ⁃ｂａｔｃｈ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ ｆｒｅｅ ａｎｄ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ＤＳＭ ８７８５［ Ｊ］ ．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１３，９７
（１５）：６７１５⁃６７２３．
［２１］ 　 Ｗａｎｇ Ｑ， Ｃｈｅｎ Ｔ， Ｚｈａｏ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ
ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ｆｏｒ ｃｈｉｒａｌ ｐｕｒｅ ｄ⁃２， ３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ［ Ｊ ］ ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｉｏｅｎｇ， ２０１２， １０９：
１６１０⁃１６２１．
［２２］ 　 Ｘｉａｏ Ｚ，Ｗａｎｇ Ｘ，Ｈｕａｎｇ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｃｅｔｏｉｎ ａｎｄ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｂｙ ａ ｎｏｖｅｌ Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｒａｉｎ［Ｊ］ ．
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｉｏｆｕｅｌｓ，２０１２，５：８８⁃９８．
［２３］ 　 Ｌｉ Ｌ，Ｚｈａｎｇ Ｌ，Ｌｉ Ｋ，ｅｔ ａｌ．Ａ ｎｅｗｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ
ｓｔｒａｉｎ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｓ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ， ａ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ
ｆｕｅｌ ｂｉｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｉｏｆｕｅｌｓ，２０１３，６（１）：１２３．
［２４］ 　 Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ Ｙ，Ｋａｎａｉ Ｋ，Ｎｉｓｈｉｏ Ｎ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ，
ｐＨ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｓｕｐｐｌｙ ｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ
ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ ｉｎ ｃｈｅｍｏｓｔａｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ［ Ｊ］ ．
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔ，１９９８，２０（１２）：１１３３⁃１１３８．
［２５］ 　 Ｎａｋａｓｈｉｍａｄａ Ｙ，Ｍａｒｗｏｔｏ Ｂ，Ｋａｓｈｉｗａｍｕｒａ Ｔ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ ２，３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ
ｐｏｌｙｍｙｘａ［Ｊ］ ．Ｊ Ｂｉｏｓｃｉ Ｂｉｏｅｎｇ，２０００，９０（６）：６６１⁃６６４．
［２６］ 　 Ｌａｕｂｅ Ｖ Ｍ，Ｇｒｏｌｅａｕ Ｄ，Ｍａｒｔｉｎ Ｓ Ｍ． ２，３⁃Ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｆｒｏｍ ｘｙｌｏｓｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｐｏｌｙｍｙｘａ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔ，１９８４，６（４）：２５７⁃２６２．
［２７］ 　 Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ Ｓ，Ｂｈｏｓａｌｅ Ｓ Ｂ，Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ Ｄ Ｃ，ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｆｒｏｍ ｇｌｕｃｏｓｅ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ［Ｊ］ ．Ｗｏｒｌｄ Ｊ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，１９９２，８：３７８⁃３８１．
［２８］ 　 Ｎｉｌｅｇａｏｎｋａｒ Ｓ Ｓ，Ｂｈｏｓａｌｅ Ｓ Ｂ，Ｄａｎｄａｇｅ Ｃ Ｎ，ｅｔ ａｌ． Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ［ Ｊ］ ． Ｊ
Ｆｅｒｍｅｎｔ Ｂｉｏｅｎｇ，１９９６，８２（４）：４０８⁃４１０．
［２９］ 　 Ｐｅｒｅｇｏ Ｐ， Ｃｏｎｖｅｒｔｉ Ａ， Ｄｅｌ Ｂｏｒｇｈｉ Ｍ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｓｔａｒｃｈ ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ［Ｊ］ ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００３，
８９（２）：１２５⁃１３１．
［３０］ 　 Ｃｈｏ Ｓ，Ｋｉｍ Ｋ Ｄ，Ａｈｎ Ｊ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２，３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ａｎｄ ａｃｅｔｏｉｎ ｂｙ ａ ｎｅｗｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ
ｏｘｙｔｏｃａ Ｍ１ ［ Ｊ ］ ． Ａｐｐｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ２０１３， １７０ （ ８ ）：
１９２２⁃１９３３．
［３１］ 　 Ｘｉａｏ Ｚ， Ｘｕ Ｐ． Ａｃｅｔｏｉｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ ｂａｃｔｅｒｉａ［Ｊ］ ． Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，２００７，３３（２）：１２７⁃１４０．
［３２］ 　 Ｕｉ Ｓ，Ｈｏｓａｋａ Ｔ，Ｗａｔａｎａｂｅ Ｋ，ｅｔ ａｌ．Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｏｆ ２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｓｔｅｒｅｏｉｓｏｍｅｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ ＹＵＦ⁃４
Ｊ［Ｊ］ ．Ｊ Ｆｅｒｍｅｎｔ Ｂｉｏｅｎｇ，１９９８，８５（１）：７９⁃８３．
［３３］ 　 Ｙｕ Ｂ， Ｓｕｎ Ｊ， Ｂｏｍｍａｒｅｄｄｙ Ｒ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｎｏｖｅｌ （ ２Ｒ， ３Ｒ ）⁃２， ３⁃
ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｆｒｏｍ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｔｒａｉｎ
Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ ＡＴＣＣ １２３２１［Ｊ］ ． Ａｐｐｌ Ｅｎｖｉｒｏｎ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，２０１１，７７（１２）：４２３０⁃４２３３．
［３４］ 　 Ｘｉａｏ Ｚ，Ｌｖ Ｃ，Ｇａｏ Ｃ，ｅｔ ａｌ． Ａ ｎｏｖｅｌ ｗｈｏｌｅ ｃｅｌｌ ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｔ ｗｉｔｈ
ＮＡＤ＋ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｒａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ［ Ｊ］ ． ＰＬｏＳ
Ｏｎｅ，２０１０，５（１）：ｅ８８６０．
［３５］ 　 Ｚｈａｎｇ Ｌ，Ｘｕ Ｑ，Ｚｈａｎ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Ａ ｎｅｗ ＮＡＤ（Ｈ）⁃ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｍｅｓｏ⁃
２，３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｆｒｏｍ ａｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｌｙ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｓｔｒａｉｎ
Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ Ｈ３０［Ｊ］ ．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１４，９８
（３）：１１７５⁃１１８４．
［３６］ 　 Ｒｅｎｎａ Ｍ Ｃ，Ｎａｊｉｍｕｄｉｎ Ｎ，Ｗｉｎｉｋ Ｌ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ａｌｓＳ， ａｌｓＤ， ａｎｄ ａｌｓＲ ｇｅｎｅｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｐｏｓｔ⁃
ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ⁃ｐｈａｓｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅｔｏｉｎ［Ｊ］ ．Ｊ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ，１９９３，１７５
（１２）：３８６３⁃３８７５．
［３７］ 　 Ｆｒäｄｒｉｃｈ Ｃ，Ｍａｒｃｈ Ａ，Ｆｉｅｇｅ Ｋ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ＡｌｓＲ
ｂｉｎｄｓ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｓＳＤ ｏｐｅｒｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ
ｆｏｒ ａｃｅｔｏｉｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ［Ｊ］ ．Ｊ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ，２０１２，１９４
（５）：１１００⁃１１１２．
［３８］ 　 ｄｅ Ｏｌｉｖｅｉｒａ Ｒ Ｒ，Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ Ｗ Ｌ． Ｔｈｅ ＬｙｓＲ⁃ｔｙｐｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ
ｒｅｇｕｌａｔｏｒ （ ＬＴＴＲ） ＡｌｓＲ ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ｂｄｈＡ ｇｅｎｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ２， ３⁃ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ
ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ［ Ｊ］ ． Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ２０１３， ９７ （ １６）：
７３０７⁃７３１６．
（责任编辑　 管珺）
６８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷