本发明属于基因工程技术领域,公开了一种提高L-茶氨酸从头发酵产量和转化率的基因工程菌株、方法和应用。在一株从头发酵生产茶氨酸的工程菌E.coli E5的基础上,通过缺失乙酸激酶、丙酮酸氧化酶和D-乳酸脱氢酶减少副产物乙酸和乳酸的形成,通过过表达柠檬酸合成酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,动态调控α-酮戊二酸脱氢酶提高乙酰辅酶A向茶氨酸的代谢通量,通过过表达乙酰辅酶A合成酶使工程菌具备利用外源乙酸发酵生产茶氨酸的能力。构建的基因工程菌E.coli E12可以利用葡萄糖和乙酸双碳源发酵生产茶氨酸,茶氨酸产量和糖酸转化率分别为出发菌株的1.52倍和2.06倍,具备较好的工业应用潜力。