酿酒酵母的氮代谢调控网络长期以来受到广泛关注,对复杂的氮代谢调控网络进行深入和系统的研究有助于代谢改造酿酒酵母工程菌,并作为参考模型了解其他微生物氮代谢调控网络。本研究通过实验分析酿酒酵母S288c对30种氮源的利用及在不同氮源条件下的基因表达变化。在此基础上,通过构建基因共表达网络,筛选并验证染色质调控因子Eaf3p及内吞作用、线粒体相关枢纽基因对酿酒酵母的氮代谢具有调控作用。为了进一步发现染色质调控因子对氮代谢的调控作用,从响应不同氮源的差异染色质调控因子中,筛选并鉴定对酿酒酵母氮代谢具有全局调控作用的染色质调控因子Ahc1p。最后,对Eaf3p和Ahc1p调控氮代谢的机制进行深入研究。本研究挖掘了酿酒酵母氮代谢的全局调控因子并研究了其调控机制,对揭示酿酒酵母的氮代谢调控网络和工业酿酒酵母的代谢改造具有重要意义。本论文主要研究结果如下:1.鉴定并验证染色质调控因子Eaf3p及其他枢纽基因对酿酒酵母S288c氮代谢的调控作用。为了筛选在酿酒酵母氮代谢过程中起关键作用的调控因子,对酿酒酵母S288c在30种不同氮源条件下短时冲击并进行转录组分析。基于转录组数据构建基因共表达网络,鉴定得到10个位于网络中心位置的枢纽基因。对枢纽基因的功能验证发现其中的染色质调控因子Eaf3p编码基因EAF3、内吞作用相关基因END3以及线粒体相关基因CAP1、ATP12、NAM9、MRPL22和MRP1对于酿酒酵母的氮代谢起到重要的调控作用。它们通过协同调控氨基酸转运蛋白、氮代谢阻遏效应（Nitrogen catabolism repression,NCR）激活因子等多种氮代谢关键途径,实现了在不显著影响生长的前提下降低了有害氮代谢产物前体尿素的积累,并显著增加了多种非偏好氮源的利用。2.鉴定并验证染色质调控因子Ahc1p对酿酒酵母S288c氮代谢的全局调控作用。在发现染色质调控因子Eaf3p对酿酒酵母氮代谢起重要调控作用后,为了更深入地挖掘调控酿酒酵母氮代谢的染色质调控因子,分析了酿酒酵母S288c在不同氮源条件下的转录组数据,发现染色质调控因子与NCR基因的表达差异趋势在不同氮源条件下一致。通过功能分析鉴定了染色质调控因子Ahc1p对于酿酒酵母氮代谢具有全局调控作用,揭示了其通过同时调控Ssy1p-Ptr3p-Ssy5p氨基酸感知系统、氨基酸转运蛋白、NCR基因和一般氨基酸控制途径,实现在不影响菌株生长的前提下,显著增加了多种氨基酸的利用率,并减少了有害氮代谢产物前体尿素的积累。3.关键调控因子Eaf3p作为反式作用因子调控酿酒酵母S288c氮代谢。在发现Eaf3p是酿酒酵母氮代谢的关键调控因子后,对其氮代谢调控的机制进行深入研究。通过研究过表达EAF3对其靶基因启动子组蛋白H4乙酰化水平的影响,发现Eaf3p可能通过其组蛋白乙酰转移酶Nu A4复合体的功能,调控其靶基因启动子区域的组蛋白乙酰化水平来调控靶基因的表达。进一步对Eaf3p在其靶基因启动子上的结合位点及与转录因子结合的实验研究,确定了Eaf3p通过在启动子上的结合直接调控氮代谢关键基因GAT1、CAN1、LYP1、GLN3和HIP1。实验还发现,Eaf3p在增强子上与Pho2p或其他转录因子互相招募共同促进靶基因的表达。4.全局调控因子Ahc1p作为反式作用因子或转录辅因子调控酿酒酵母S288c氮代谢。基于上述研究中发现染色质调控因子Ahc1p参与酿酒酵母氮代谢的全局调控,本章节深入研究其调控氮代谢的机制。通过研究Ahc1p在其调控的氮代谢关键基因启动子上的结合,确定Ahc1p通过在启动子上结合直接调控的多个关键氮代谢基因。进一步研究在靶基因启动子上与Ahc1p相互作用的转录因子,结合Ahc1p在靶基因启动子上的结合位置,发现Ahc1p可能通过两种方式调控一些关键的氮代谢基因。第一,Ahc1p作为辅因子,与Rtg3p或Gcr1p等转录因子结合,促进转录复合体与氮代谢相关基因TAT1、GCN4和GLN3的核心启动子结合,促进转录启动。第二,Ahc1p与转录因子在增强子上互相招募一起促进氮代谢相关基因GAP1、MUP1、STP1、SSY5和DUR1,2的转录。