1.一種聯產異戊二烯和1,3-丙二醇的基因工程菌，其特征在于：其基因組在宿主菌基
因組上整合甘油脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因、敲除了甘油激酶基因，并過表達
了乙酰輔酶A酰基轉移酶/HMG-CoA還原酶基因、HMG-CoA合成酶基因、甲羥戊酸激酶基因、磷
酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因、異戊二烯合
成酶基因、醛還原酶基因和轉氫酶基因；所述宿主菌為大腸桿菌；所述甘油脫水酶基因和甘
油脫水酶再激活酶基因來源于肺炎克雷伯菌Klebsiellapneumoniae；乙酰輔酶A酰基轉移
酶/HMG-CoA還原酶基因來源于糞腸球菌Enterococcusfaecalis；HMG-CoA合成酶基因來源
于糞腸球菌Enterococcusfaecalis；甲羥戊酸激酶基因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲
羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因均來源于釀酒酵母Saccharomyces
cerevisiae；異戊二烯合成酶基因來源于銀白楊Populus alba；轉氫酶基因來源于大腸桿
菌Escherichia coli；醛還原酶基因來源于大腸桿菌Escherichia coli；甘油激酶基因來
源于大腸桿菌Escherichia coli。
2.一種權利要求1所述基因工程菌的構建方法，其特征在于：在宿主菌基因組上整合甘
油脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因、敲除甘油激酶基因，得到重組宿主大腸桿菌；再
過表達乙酰輔酶A酰基轉移酶/HMG-CoA還原酶基因、HMG-CoA合成酶基因、甲羥戊酸激酶基
因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因、異戊
二烯合成酶基因、醛還原酶基因和轉氫酶基因；所述宿主菌為大腸桿菌；所述甘油脫水酶基
因和甘油脫水酶再激活酶基因來源于肺炎克雷伯菌Klebsiellapneumoniae；乙酰輔酶A酰
基轉移酶/HMG-CoA還原酶基因來源于糞腸球菌Enterococcusfaecalis；HMG-CoA合成酶基
因來源于糞腸球菌Enterococcusfaecalis；甲羥戊酸激酶基因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦
磷酸甲羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因均來源于釀酒酵母Saccharomyces
cerevisiae；異戊二烯合成酶基因來源于銀白楊Populus alba；轉氫酶基因來源于大腸桿
菌Escherichia coli；醛還原酶基因來源于大腸桿菌Escherichia coli；甘油激酶基因來
源于大腸桿菌Escherichia coli。
3.根據權利要求2所述的構建方法，其特征在于：步驟如下：
1)宿主菌基因的整合：將甘油脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因整合到宿主菌基
因組上，獲得基因整合宿主菌；
2)宿主菌的基因敲除：將步驟1)所得的基因整合宿主菌的甘油激酶基因敲除，獲得重
組宿主菌；
3)重組質粒的構建：將乙酰輔酶A酰基轉移酶基因/HMG-CoA還原酶基因、HMG-CoA合成
酶基因以及異戊二烯合成酶基因、醛還原酶基因和轉氫酶基因克隆到pACYCDuet-1質粒載
體上，得到重組質粒1；將甲羥戊酸激酶基因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧
酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因克隆到pTrcHis2B得到重組質粒2；
4)基因工程菌的構建：將步驟3)所得的兩個重組質粒1和重組質粒2轉化步驟2)所得的
重組宿主菌中，獲得基因工程菌。
4.根據權利要求2或3所述的構建方法，其特征在于：所述宿主菌為大腸桿菌；所述甘油
脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因來源于肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae)；所
述乙酰輔酶A酰基轉移酶基因/HMG-CoA還原酶基因和HMG-CoA合成酶基因來源于糞腸球菌
(Enterococcusfaecalis)；異戊二烯合成酶基因來源于銀白楊(Populus alba)；甘油激酶
基因、轉氫酶基因、醛還原酶基因來源于大腸桿菌(Escherichia coli)；甲羥戊酸激酶基
因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因優選來
源于釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
5.一種利用權利要求1所述的基因工程菌聯產異戊二烯和1,3-丙二醇的方法，步驟包
括：
1)宿主菌基因的整合：將甘油脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因整合到宿主菌基
因組上，獲得基因整合宿主菌；
所述宿主菌為大腸桿菌；所述甘油脫水酶基因和甘油脫水酶再激活酶基因來源于肺炎
克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae)；所述甘油激酶基因來源于宿主菌大腸桿菌
(Escherichia coli)；
2)宿主菌的基因敲除：將步驟1)所得的基因整合宿主菌的甘油激酶基因敲除，獲得重
組宿主菌；
3)重組質粒的構建：將乙酰輔酶A酰基轉移酶基因/HMG-CoA還原酶基因、HMG-CoA合成
酶基因以及異戊二烯合成酶基因、醛還原酶基因和轉氫酶基因克隆到pACYCDuet-1質粒載
體上，得到重組質粒1；將甲羥戊酸激酶基因、磷酸甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧
酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因克隆到pTrcHis2B得到重組質粒2；
所述乙酰輔酶A酰基轉移酶基因/HMG-CoA還原酶基因和HMG-CoA合成酶基因來源于糞
腸球菌(Enterococcusfaecalis)；異戊二烯合成酶基因來源于銀白楊(Populus alba)；轉
氫酶、醛還原酶和甘油激酶來源于大腸桿菌(Escherichia coli)；甲羥戊酸激酶基因、磷酸
甲羥戊酸激酶基因、焦磷酸甲羥戊酸脫羧酶基因、異戊烯焦磷酸異構酶基因優選來源于釀
酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
4)基因工程菌的構建：將步驟3)所得的重組質粒1和重組質粒2轉化步驟2)所得的宿主
菌中，獲得含有異戊二烯MVA途徑和1,3-丙二醇發酵途徑的基因工程菌；
5)將步驟4)所得基因工程菌發酵聯產異戊二烯和1,3-丙二醇，并檢測異戊二烯和1,3-
丙二醇。
6.根據權利要求5所述的利用基因工程菌聯產異戊二烯和1,3-丙二醇的方法，其特征
在于：所述宿主菌為大腸桿菌(Escherichia coli)。
7.根據權利要求5所述的利用基因工程菌聯產異戊二烯和1,3-丙二醇的方法，其特征
在于：步驟5)所述發酵條件是：搖瓶培養：在含有質量體積比為1％～2％的葡萄糖和質量體
積比為1％～2％的甘油混合碳源的液體培養基中培養，溫度設為37℃，pH為7.0，搖床轉速
設為220rpm，OD600nm為0.6～0.8時加終濃度為0.5mM～1mM的IPTG和5μM～10μM的VB12，蓋上
密封塞，于30℃，220rpm條件下誘導表達48～60h；發酵罐發酵：溫度設為37℃，溶氧控制在
5％～10％，pH 7.0，初始轉數為400rpm，以20g/L葡萄糖為底糖，當OD600nm達到15～20時加入
終濃度為0.5mM～1mM的IPTG和5μM～10μM的VB12，，并開始甘油和葡萄糖兩個碳源的流加，
過程中始終維持殘留葡萄糖和甘油的質量體積比濃度在1g/L以下，誘導溫度為30℃，發酵
時間為48～60h。
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