本发明公开了一种高效合成5‑甲基吡嗪‑2‑羧酸的工程菌及其构建方法及应用，属于生物工程技术领域。本发明的重组大肠杆菌是通过在大肠杆菌BL21(DE3)中组合优化二甲苯单加氧酶、苯甲醇脱氢酶和苯甲醛脱氢酶基因的表达，并强化表达二甲苯单加氧酶的电子转移蛋白基因得到，通过改造获得了高效合成5‑甲基吡嗪‑2‑羧酸的大肠杆菌，其产量达到10.2g/L，且摩尔转化率提高到67％。在底物浓度提高的同时，摩尔转化率也有所提高。本发明重组大肠杆菌的构建方法简单，便于使用，具有很好应用前景。