蓝细菌细胞面临的大多数环境压力都会导致细胞内的活性氧（Reactive oxygen species,ROS）水平升高,因此ROS被认为是蓝细菌细胞应激反应的普遍触发器。蓝细菌集胞藻PCC6803是光合自养生物,其培养周期短,基因操作简单,是研究能量代谢、胁迫信号转导及新能源开发的模式生物。集胞藻有4个S2P蛋白酶:Slr0643、Sll0862、Sll0528和Slr1821,它们参与集胞藻应对各种环境胁迫的响应。前期研究发现Sll0528参与盐、铵、山梨醇、热等胁迫响应,但关于其参与氧化胁迫的作用与机理尚未见研究报道。本文考察集胞藻野生型WT、sll0528基因过表达株OE0528及其敲除株Δsll0528在亚甲基蓝、H2O2和甲萘醌胁迫下的表型特征,追踪对抗氧化胁迫的酶与非酶机制,分析氧化胁迫相关基因的表达调控,并应用广靶代谢组学探究sll0528在调控集胞藻氧化应激中发挥的作用与机理,得到的研究结论如下:（1）Sll0528参与氧化胁迫响应。sll0528基因的敲除使得藻株在NaCl、NH4Cl和山梨醇胁迫下ROS大量积累,提示Sll0528可能以调节细胞内ROS的水平参与到多种非生物胁迫响应中。通过比较WT、Δsll0528和OE0528在氧化胁迫发生剂亚甲基蓝、甲萘醌和H2O2下的生长状态,发现OE0528在甲萘醌和H2O2胁迫下存活率最高,WT次之,而Δsll0528生长严重受阻,揭示Sll0528参与H2O2胁迫和甲萘醌造成的超氧阴离子O2-胁迫响应。而OE0528、WT和Δsll0528在亚甲基蓝胁迫下的存活率随亚甲基蓝浓度升高一致下降,提示Sll0528不参与亚甲基蓝造成的单线态氧~1O2胁迫响应。进一步探究发现,OE0528和WT可快速清除胞内H2O2,但WT的光合色素受损比OE0528严重,提示Sll0528可能通过参与H2O2的清除、促进光合色素合成及光合修复等过程参与H2O2氧化胁迫响应过程。（2）Sll0528参与应对甲萘醌氧化胁迫的作用与机理。sll0528基因的过表达提高了OE0528对甲萘醌的耐受性。具体的,相对于WT和Δsll0528在甲萘醌胁迫下ROS剧增2-3倍,OE0528胞内ROS平稳地维持在较低水平;甲萘醌抑制抗氧化酶的活性,但OE0528相对于WT和Δsll0528能更迅速地恢复SOD酶活性;OE0528积累有相对于WT和Δsll0528含量更高的类胡萝卜素且在甲萘醌胁迫后几乎没有损伤。利用RT-qPCR测定WT、OE0528和Δsll0528中与氧化胁迫响应相关的基因在甲萘醌胁迫下的表达量,发现OE0528中sll0528基因、超氧化物歧化酶编码基因sodB、过氧化氢/过氧化物酶编码基因katG迅速上调,表达量最高时分别是WT的6、2、13倍左右。通过构建Δsll0528的补偿株Δsll0528/pJA2-sll0528并对其进行表型验证,进一步确定Sll0528在甲萘醌胁迫中发挥积极作用。（3）Sll0528应对氧化胁迫的代谢组学水平分析。利用广泛靶标代谢组学分析OE0528和WT在甲萘醌胁迫15min时的代谢物差异,发现绣球酚、S-腺苷蛋氨酸和谷胱甘肽在OE0528中显著上调。基于文献资料和RT-qPCR测定NAD（P）H:醌氧化还原酶编码基因drgA的表达结果,认为绣球酚通过诱导甲萘醌双电子还原所需的NAD（P）H:醌氧化还原酶的表达而将甲萘醌转成氢醌以缓解毒性。推测作为谷胱甘肽合成前体的S-腺苷蛋氨酸显著上调以合成更多的谷胱甘肽缓解氧化胁迫。另外,有58个代谢物在OE0528中显著下调,包括D-麦芽糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷、4-氨基丁酸、L-天冬氨酸等。对差异代谢物参与的通路富集分析,发现OE0528通过下调6-羟基烟酸甲酯、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸等标志代谢物所在的烟酸和烟酰胺代谢途径和辅酶因子合成通路而导向合成更多的绣球酚以应对氧化胁迫。OE0528通过下调L-鸟氨酸、4-氨基丁酸、腺嘌呤、胞嘧啶核苷等标志代谢物以减弱氨基酸代谢及嘌呤、嘧啶代谢而转向合成谷胱甘肽。OE0528通过下调蔗糖、D-葡萄糖-6-磷酸、果糖1,6-二磷酸等代谢物以调节糖酵解等糖类物质所在的代谢通路从而缓解内源性ROS压力。本论文的研究结果为进一步挖掘S2P基因家族成员参与胁迫响应的机理提供了理论依据,为未来构建耐受各种环境胁迫的基因工程藻株底盘奠定了基础。