ε-聚赖氨酸(ε-PL)作为目前自然界当中已知的两种氨基酸同聚物其中之一,其由L-赖氨酸单体之间通过α-羧基与ε-氨基缩合形成。由于ε-聚赖氨酸具有广谱的抑菌性、良好的水溶性和热稳定性以及很好的生物安全性。因此,ε-聚赖氨酸在一些国家被批准作为天然生物防腐剂使用。除了作为防腐剂使用以外,ε-聚赖氨酸还有很多方面的应用,诸如作为药物载体、食疗剂、生物材料等等。随着ε-聚赖氨酸应用的越来越广泛,对ε-聚赖氨酸的需求也越来越大。因此,构建ε-聚赖氨酸高效表达载体的研究具有非常高的实际意义与应用价值。本研究以在卡特利链霉菌S.cattleya DSM 46488中发现的一对有功能的II型毒素-抗毒素系统relBE2sca搭建一套在无抗生素选择压力条件下ε-聚赖氨酸合成酶稳定表达的新型链霉菌表达系统,以替代传统的抗生素筛选标记的链霉菌表达系统。本研究在S.diastatochromogenes CGMCC3145 pls缺失突变株中,将毒素基因relE2sca整合至突变株的染色体,抗毒素基因relB2sca与S.diastatochromogenes CGMCC3145 pls基因一起克隆至表达载体,构建了无抗生素选择压力条件下ε-聚赖氨酸合成酶稳定表达的新型链霉菌表达系统。同时实验结果表明这套TA系统确实能够延缓ε-聚赖氨酸合成酶表达质粒的丢失。鉴于S.cattleya DSM 46488遗传操作的困难以及目前报道的短链ε-聚赖氨酸产生菌较低的发酵水平,本研究筛选了常用的高效链霉菌表达宿主,以期找到能进行ε-聚赖氨酸合成酶异源表达的高效宿主,并在其中构建ε-聚赖氨酸稳定表达的新型链霉菌表达系统。这样我们就能构建一个高效稳定的短链ε-聚赖氨酸工程菌。但是实验结果表明无论是长链ε-聚赖氨酸产生菌的pls基因还是短链ε-聚赖氨酸产生菌的pls基因都无法在我们选定的异源表达宿主中表达。为了探究pls基因在异源表达宿主为什么不能表达,我们对S.cattleya DSM46488 pls基因双缺失突变株进行了自身pls基因回补以及S.diastatochromogenes CGMCC3145 pls基因的异源表达,我们发现回补了自身质粒pls基因的突变株恢复了短链ε-聚赖氨酸的产生能力但是产量远低于野生型,而长链ε-聚赖氨酸产生菌pls基因不能在S.cattleya DSM 46488 pls基因双缺失突变株中表达,这说明可能除了pls基因,ε-聚赖氨酸的合成还需要其他因素的协助,这也可能是在常用的链霉菌表达宿主中异源表达失败的原因。本研究以淀粉酶产色链霉菌S.diastatochromogenes CGMCC3145和卡特利链霉菌S.cattleya DSM 46488为主要研究目标,成功利用毒素-抗毒素系统relBE2sca搭建一套在无抗生素选择压力条件下ε-聚赖氨酸合成酶稳定表达的新型链霉菌表达系统。为基于relBE2sca构建食品安全级的链霉菌表达系统以及高效便捷的无抗生素选择压力链霉菌表达系统的构建提供了思路。同时通过基因的敲除和回补,探究pls基因是否为控制ε-聚赖氨酸合成的唯一关键因素,为接下来进一步研究ε-聚赖氨酸合成机制奠定了基础。