天然微生物在工业和农业生产中发挥重要作用,根据微生物的不同特点,被广泛应用于不同化合物的生产、污染环境的净化、冶金采矿等。深入了解这些微生物的生物特性和代谢信息、建立遗传操作体系,对进一步挖掘其应用潜力、拓展应用领域有重要作用。以此为目的,本研究探索了生产中用于柠檬酸合成和工业废水脱硫处理的两株非典型酵母菌株的相关特性。在第一部分研究中,首先通过ITS扩增子测序,确定了所研究的用于工业上生产柠檬酸的菌株名称为季也蒙毕赤酵母（Meyerozymaguilliermondii）,并通过流式细胞仪确定该菌株为易于操作的单倍体菌株。在实验室条件下对该菌株的核黄素和柠檬酸合成能力进行了验证,发现其不能合成核黄素,但是表现出较强的柠檬酸积累能力,可积累65.33 g/L的柠檬酸。为了解季也蒙毕赤酵母柠檬酸代谢相关途径,通过全基因组测序技术,对该菌株的柠檬酸代谢途径进行了分析,结果显示该菌株关键代谢途径的多个催化酶存在不同程度的氨基酸突变。为方便该菌株进一步的代谢工程改造和多种代谢物的生产,对其遗传操作体系进行了探索。优化后的化学转化方法和电穿孔转化方法每微克DNA可获得70个转化子。随后开发了该菌株的游离表达载体,并在此基础上表征了不同组成型启动子的强度、建立了 Cre-LoxP系统。在该菌株中初步过表达异源甲羟戊酸合成途径和柠檬酸裂合酶后,获得的重组菌株甲羟戊酸产量达到0.60 g/L。由此可见,该菌株具有开发为萜类或聚酮类等乙酰辅酶A衍生物生产平台的潜力。在第二部分研究中,首先通过ITS扩增子测序,确定了所研究的工业脱硫酵母名称为库德毕赤酵母（Pichia kudriavzevii）,并通过流式细胞仪确定该菌株为二倍体菌株。随后在实验室条件下分析了该菌株的脱硫能力,在培养40 h时,好氧条件下的硫化氢消耗量为350 mg/L,厌氧条件下的硫化氢消耗量为200 mg/L。为探索其脱硫代谢的机制,对其进行了全基因组测序,鉴定出可能影响其脱硫效果的基因包括硫化氢生成相关基因cysH、cysJ,以及特有的消耗硫化氢参与半胱氨酸合成的基因cysK和met17。由于该菌株为二倍体,我们尝试了与季也蒙毕赤酵母不同的遗传操作体系。针对该株菌探索了化学转化方法和电穿孔转化方法,最终库德毕赤酵母通过这两种方法转化,每转化1μg DNA最多可得到20个转化子。随后尝试开发该菌株的基因敲除方法,通过同源重组获得了ura3基因单拷贝敲除的菌株。本论文验证了两个非典型工业酵母菌株的代谢特性,并通过基因组测序对相关代谢途径进行了分析;探索适用于两个菌株可用的转化方法;建立起季也蒙毕赤酵母的游离表达载体、Cre-LoxP系统、甲羟戊酸生产平台;开发库德毕赤酵母的基因敲除方法。最终为两个菌株在各个领域广泛应用提供了新的思路和理论依据。