简单节杆菌(Arthrobacter simplex)是工业上普遍使用的留体C1,2脱氢反应菌株,转化体系中常通过添加乙醇促进疏水性底物的溶解。本论文以简单节杆菌TCCC11037为研究对象,通过分析不同乙醇胁迫条件下的菌体存活和DNA损伤情况、细胞活性氧簇(ROS)积累水平、抗逆相关基因表达水平,探讨简单节杆菌乙醇胁迫下的抗逆机制,为创建高有机溶剂耐受性的留体C1,2脱氢反应菌株提供理论指导。利用PCR技术首次克隆得到了A.simplex TCCC 11037中的抗逆相关基因,包括dnaK、groEL、recA、uvrD、katG、SOD基因,进行同源性比对、系统发育树构建和生物信息学分析,并将它们分别在大肠杆菌中进行表达。通过考察不同乙醇处理条件对菌体存活、DNA损伤、活性氧簇积累水平、抗逆相关基因表达水平的影响,研究简单节杆菌乙醇胁迫条件下的抗逆机制。考察了对数初期添加乙醇处理3 h的条件。结果表明,当乙醇浓度不超过4%时,细胞的存活没有受到明显影响,继续增大乙醇浓度,菌体存活率急剧下降,DNA损伤和细胞内ROS含量明显增加。当乙醇浓度为8%时,细胞存活率仅为15.12%,DNA损伤率和细胞内ROS水平与对照相比分别增加了 7.6%和63%,与ROS积累相关的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的酶活分别提高了 66%和29%。分析相关基因的转录水平发现,与DNA损伤修复相关的基因(recA及uvrD)的表达水平分别提高了 2.59倍和2.57倍;氧化应激相关基因(katG)的表达水平提高了 2.54倍;与抗逆相关的热激蛋白(dnaK和groEL)的表达水平分别提高了 10.41倍和6.31倍。同时,还考察了对数中后期添加乙醇处理12h的条件,其结果与对数初期添加乙醇处理3h的结果相似。这说明乙醇胁迫条件下,菌体细胞内ROS含量的大量积累是造成DNA损伤的重要原因,进而引起细胞存活率的下降。此时,与ROS积累相关的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的酶活、抗逆相关基因的表达水平均有所提高。初步考察了简单节杆菌中抗逆基因表达对大肠杆菌不同胁迫条件下的耐受性能的影响。结果表明,简单节杆菌中groEL基因的表达提高了大肠杆菌在高温、甲醇、高渗和强酸等压力冲击条件下的存活能力,提高大肠杆菌甲醇、高渗和强酸这三种压力下的生长性能。