在镀铬、染料和皮革等行业排出的废物里含有大量重金属,导致环境被污染,生物的生命安全受到危害。为了修复环境中铬污染,将具有强氧化性及生物可利用性的Cr（Ⅵ）还原为低毒且低溶解性的Cr（Ⅲ）,成为许多研究者关注的方向。虽然已有报道黑曲霉具有还原Cr（Ⅵ）的能力,但具体的分子机制还尚不明确。在本研究中,前期实验结果表明黑曲霉S469可耐受100 mg/L的Cr（Ⅵ）,并且在其细胞质中可能存在可溶性铬酸盐还原酶。为研究黑曲霉还原Cr（Ⅵ）的分子机理,增强其Cr（Ⅵ）还原能力,本研究通过生物信息学工具检索得到黑曲霉中与铬酸盐还原酶、可转运Cr（Ⅵ）的硫酸盐转运蛋白和超氧化物歧化酶的相关基因,并对它们进行了功能鉴定。最终确定了黑曲霉中铬酸盐还原酶Chr A、硫酸盐转运蛋白Sul B和超氧化物歧化酶Sod A在Cr（Ⅵ）还原过程中的功能。随后,通过过表达chr A、sul B和sod A增强了黑曲霉的Cr（Ⅵ）修复能力,也进一步证实了这些基因的功能。本研究主要结果如下。（1）为鉴定黑曲霉中的铬酸盐还原酶,通过来自Escherichia coli铬酸盐还原酶Yie F和Aspergillus niger假定铬酸盐还原酶（XP＿001388504.1）的序列在黑曲霉ATCC1015中比对分析,得到两个疑似铬酸盐还原酶基因chr A和chr B;利用分子生物学技术和发酵工艺进行相关基因的功能鉴定,结果表明,在Cr（Ⅵ）的胁迫下,S469中chr A的表达量上调177.9倍;在S469中分别对疑似基因进行敲除,发现chr A敲除菌较chr B敲除菌的Cr（Ⅵ）还原效率明显更低（P＜0.001）。在S469中对疑似基因分别进行过表达后,发现chr A过表达菌株还原Cr（Ⅵ）能力有更为显著的提升,还原效率可达42.9%。综上所述,Chr A为黑曲霉中一种铬酸盐还原酶。（2）硫酸转运蛋白可将主要以Cr O42-形式存在的Cr（Ⅵ）转运至胞内,为鉴定黑曲霉中的硫酸转运蛋白,对来自酿酒酵母的硫酸转运蛋白Sul1p和Sul2p进行序列比对和功能域分析,初步确定黑曲霉中负责硫酸转运的假定蛋白Sul A和Sul B;通过分析sul A和sul B在Cr（Ⅵ）诱导下的相对表达量和敲除菌株还原Cr（Ⅵ）的效率,发现Sul B为主要介导黑曲霉对Cr（Ⅵ）吸收的硫酸转运蛋白。利用基因工程技术在过表达chr A的菌株上过表达sul B,使Cr（Ⅵ）还原效率进一步提高了23.5%。综上所述,Sul B是黑曲霉的硫酸转运蛋白,且结果表明加强Cr（Ⅵ）的转运可进一步增强黑曲霉对Cr（Ⅵ）的还原能力。（3）黑曲霉中,伴随着Cr（Ⅵ）还原所产生的ROS会使菌体产生氧化应激,为降低ROS引起的氧化损伤,本研究还对黑曲霉中的超氧化物歧化酶进行了功能鉴定。通过数据库检索得到黑曲霉中的超氧化物歧化酶Sod A、Sod B和Sod C,将编码这些酶的基因分别继续在黑曲霉中表达,分析不同改造菌株的Cr（Ⅵ）还原能力,结果表明Sod A对ROS的清除起主要作用,过表达sod A可进一步增强黑曲霉的Cr（Ⅵ）还原能力。