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木糖是木质纤维素水解液中除葡萄糖外的第二大糖类物质。作为典型的产溶剂梭菌，丙酮丁醇梭菌和拜氏梭菌对木糖的转化率偏低，这使得它们不能有效利用木质纤维素水解液发酵生产丁醇等生物燃料。 丙酮丁醇梭菌的碳代谢阻遏效应明显，该菌在葡萄糖存在下难以利用其它碳源。为了解决这个问题，本研究首先中断了丙酮丁醇梭菌ATCC824的glcC基因，该基因被预测为编码葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸依赖的磷酸转移酶系统的酶Ⅱ。和野生型相比，gtcG基因失活的菌株在葡萄糖存在下对阿拉伯糖和木糖的利用率分别提高了56％和395％。接下来，通过与阿拉伯糖代谢途径的比较，猜测丙酮丁醇梭菌ATCC824的木糖代谢瓶颈可能是木糖的转运、异构和木酮糖的磷酸化。在glcG基因失活菌株中单独及联合过表达催化木糖转运、异构以及木酮糖磷酸化三步反应的酶XylT、XylA和XylB，提高了该菌在混糖发酵时对木糖的利用。其中，联合表达XylT、XylA和XylB的工程菌MM1650效果最好，和对照菌株MM1646相比，提高混糖发酵时对木糖利用率的137％。最终，工程菌MM1650能用完仿真料液糖比例的55g/L的混合糖，丁醇对总糖的转化率和总溶剂对总糖的转化率分别为0.16g/g和0.28 g/g，分别比野生型高14％和22％。 拜氏梭菌和丙酮丁醇梭菌不一样，该菌的碳代谢阻遏效应不明显，但是其天然的木糖转化率低。本研究证实基因cbei2385编码拜氏梭菌NCIMB8052的木糖转录负调控蛋白XylR，中断xylR基因导致菌株木糖对丁醇和总溶剂的转化率分别提高62％和74％。通过和丙酮丁醇梭菌ATCC824木糖转运蛋白的同源比对，鉴定了拜氏梭菌NCIMB8052的一个同源蛋白XylT(由基因cbei0109编码)。在中断xylR的基础上，利用不同强度的启动子过表达xylT基因。最终获得的工程菌MM1643在约65 g/L木糖的XHP2发酵时能用完57.17 g/L木糖，其丁醇对总糖的转化率和总溶剂对总糖的转化率分别为0.18g/g和0.28g/g，比野生型8052WT高64％和90％。 将提高丙酮丁醇梭菌ATCC824木糖转化率的代谢改造策略应用到丙酮丁醇梭菌EA2018上，获得的工程菌CIBTS0450能有效发酵玉米芯水解液生产溶剂，其丁醇对总糖的转化率和总溶剂对总糖的转化率分别为0.20g/g和0.33g/g，均比野生型高43％。工程菌MM1643在玉米皮水解液发酵时，其丁醇对总糖的转化率和总溶剂对总糖的转化率分别为0.19g/g和0.28g/g，比野生型高19％和22％。