镉离子(Cd²⁺)作为人体的非必需金属离子，具有致癌性，对人类健康造成严重威胁，但其作用靶点及毒性机理尚不完全明确。本文在实验室前期工作的基础上，对112个对Cd²⁺敏感的酿酒酵母基因缺失株进行了初步的系统研究。发现其中81个基因缺失株对必需金属离子Mn²⁺, Zn²⁺或Fe²⁺的胁迫也敏感，而其它31个基因缺失株对Cd²⁺胁迫具有专一性。这些基因的功能主要集中在蛋白修饰、转录、信号传导和细胞运输等方面。通过倍比稀释表型分析和蛋白印迹检测发现，两个MAP Kinase信号传导途径，细胞壁完整性途径（CWI）和高渗透压途径（HOG），参与Cd²⁺胁迫的细胞应答。HOG途径中Sho1和Sln1分支都参与了Cd²⁺胁迫下Hog1p的激活。在CWI途径中，Cd²⁺激活Slt2p是通过膜感受器Mid2p将信号通过GEFs-Rom1p传递到Rho1，进而激活PKC途径中的MAP Kinase.此外，Slt2p的激活还依赖TOR途径中的Sit4，但与HOG途径无关。酵母细胞在Cd²⁺胁迫下Hog1p和Slt2p的激活与细胞内钙离子浓度变化无关。但是，Cd²⁺胁迫不导致Hog1和Slt2细胞内的移位。此外，培养基中加入Mn²⁺或Fe²⁺都可以抑制hog1Δ和slt2Δ对Cd²⁺的敏感性，表明Mn²⁺或Fe²⁺的缺陷导致细胞对Cd²⁺的敏感性。而Mn²⁺通道蛋白Smf1&Smf2和Fe²⁺通道蛋白Fet4缺失导致细胞对Cd²⁺的耐受性，说明Cd²⁺可能借助Mn²⁺通道和Fe²⁺通道进入细胞。Hog1和Slt2正向调控SMF1, SMF2和PCA1基因的转录。与细胞运输相关的VPS家族基因中有29个基因缺失后对Cd²⁺表现出生长缺陷，其中包括9个与蛋白降解相关的VPS Class E家族基因。文献报道锌通道Zrt1介导Cd²⁺进入细胞，但zrt1菌株在Cd²⁺胁迫下的表型与野生型一致。ZRT1/2与VPS Class E的双基因缺失菌株对Cd²⁺的表型与VPS Class E基因单独缺失时一致。蛋白印迹检测发现Cd²⁺胁迫下Zrt1p的降解方式与Zn²⁺胁迫一致，需要VPSClass E的参与。