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作为重要的化工品,1,3-丙二醇(1,3-PD)是合成新型纺织材料聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的单体。克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的主要副产物2,3-丁二醇(2,3-BD)不仅直接影响1,3-PD合成,而且增加提纯难度。因此研究2,3-BD合成机制及其对克雷伯氏菌发酵产1,3-PD的调控对解决这一问题具有实际意义。本文首先考察了不同碳源对克雷伯氏菌1,3-PD合成过程的影响。研究表明：葡萄糖主要用于菌体生长,无明显1,3-PD合成；甘油经代谢可合成1,3-PD,但产量仅为9 g·L-1；利用混合碳源(35 g·L-1甘油和5 g·L-1葡萄糖)虽然仍有较多2,3-BD产生,但能够兼顾菌体生长和1,3-PD,合成1,3-PD的效率也有所提高。其次为考察2,3-BD合成及产1,3-PD的调控,研究通过分子技术过表达2,3-BD合成途径中转录激活因子budR。过表达菌株Klebsiella pneumoniaelpEtac-budR生物量提高22.6%, BudC酶活显著上调(提升68.78%),1,3-PD产量下降12.6%(21.4 g·L-1降至18.7 g·L-1),而2,3-BD产量从3 g·L-1上升到5.2 g·L-1。表明过表达budR同时致使同一bud操纵子上的budC上调了表达,其结果是增加了2,3-BD的碳流,但也造成1,3-PD产量的下降。为进一步解析bud操纵子对2,3-BD合成的调控,研究采用反义RNA技术对bud操纵子编码区和非编码区序列分别进行抑制,获得了Klebsiella pneumoniae/pETRH-budA、 Klebsiella pneumoniae/pETRH-budB、 Klebsiella pneumoniae/pETRH-budC和Klebsiella pneumoniae/pETRH-budR四个编码区抑制菌株以及K. pneumoniae/pETRH-budAF和K pneumoniae/pETRH-budRF两个非编码区抑制菌株。结构基因抑制菌对应基因转录分别下调61%、63%和76%,对应酶活明显降低,K. pneumoniae/pETRH-budA和K. pneumoniaelpETRH-budB的2,3-BD产量下降34.3%和31.4%,K. pneumoniae/pETRH-budC的2,3-BD产量无明显变化。对budA、budB和budR进行抑制导致1,3-PD产量上升10%左右,而抑制budC时1,3-PD产量则无明显变化。K. pneumoniae/pETRH-budA中budB, budC和budR转录分别上调431%、626%和83%,K pneumoniae/pETRH-budB中budA、budC和budR转录则分别上调了141%、190%和175%,K. pneumoniaelpETRH-budC中budA、budB和budR转录水平分别上调了92%、93%和261%。K. pneumoniae/pETRH-budR所有bud基因转录都下调76%以上,BudB和BudC分别下降56.1%和78%,2,3-BD产量下降36.5%。K. pneumoniae/pETRH-budAF中budA、budB和budC转录下调明显,但budR转录水平增加了一倍；K. pneumoniae/pETRH-budRF中所有bud操纵子基因转录水平显著下调。二者BudB和BudC酶活下调20%左右,2,3-BD产量分别下降25%和20%,1,3-PD产量上升5%左右。