本发明涉及一种铜绿假单胞菌工程菌株的制备方法、菌株及其应用，采用全局转录因子定向进化的全新调控策略，利用连续易错PCR技术对来源于耐辐射异常球菌中的全局转录因子IrrE进行突变，筛选得到的突变体导入铜绿假单胞菌PAO1中，能对细胞内的多个代谢途径和生理系统造成扰动，从而显著改善菌株由多个基因共同调控的复杂表型。本发明获得的四种突变菌株合成多个吩嗪类化合物的能力和接种微生物燃料电池后产生的功率密度比野生型IrrE重组菌株和野生型铜绿假单胞菌株均明显提高。上述突变株的获得对于铜绿假单胞菌在吩嗪类化合物生物合成及其微生物燃料电池领域的应用提供了新的思路和有价值的实验材料。