本研究分别运用高通量RNA测序和非靶向代谢组学的研究方法探讨了不同温度(28℃、37℃、42℃)对大肠杆菌K-12野生型菌株NCM3722的转录组和代谢组的影响。通过高通量RNA测序,得到了NCM3722所有基因在不同温度中的表达量变化。经过数据分析,最终得到了657个有显著差异表达的基因。其中28℃和42℃的差异基因数量最多为595个,约占差异基因总数的90.56%;28℃和37℃差异基因数量次之为236个;37℃和42℃差异基因数量最少为154个。然后对差异基因随随温度升高的变化趋势进行趋势分析:共可分为8个趋势,分别是下调-下调(profile0)、下调-不变(profile1)、下调-上调(profile2)、不变-下调(profile3)、不变-上调(profile4)、上调-下调(profile5)、上调-不变(profile6)、上调-上调(profile7)。其中profile0、profile1、profile3同属下降趋势,共包含175个基因,profile4、profile6和profile7同属上升趋势,共包含445个基因。对上升趋势和下降趋势中的基因进行GO富集和pathway富集分析,再结合操纵子分析发现,上升趋势中的基因主要与代谢、转运蛋白的合成、酶合成和激素合成有关,下降趋势中的基因主要与麦芽糖合成及转运蛋白、生物膜蛋白合成和金属离子外排有关。利用非靶向代谢组学的气相色谱-质谱技术对28℃、37℃、42℃中代谢物进行定性和定量。最终定性的物质个数为菌液中177个,菌体中232个。分别筛选菌液和菌体中的差异代谢物,并对代谢物含量随温度升高的变化趋势进行趋势分析,发现在上升趋势和下降趋势中均含有大量有机酸类、醇类、糖类、氨基酸等。此外28℃中与糖酵解相关代谢物的含量升高,37℃和42℃则是TCA循环中间代谢产物的含量升高。最后,为了研究低温(28℃)诱导麦芽糖代谢相关基因变化的原因并验证转录组数据,我们分别构建了融合malE和malT的启动子和β-半乳糖苷酶报告基因的菌株。基因malT的编码产物MalT是malE基因的转录激活蛋白。我们分别测量了这两个菌株在28℃、37℃、42℃的β-半乳糖苷酶的酶活。结果发现malE表达量在低温下高表达而malT基因的表达并没有升高,与转录组数据吻合。因此我们推测在低温中可能是MalT激活蛋白的配体麦芽三糖含量上升并对malEFG起到了诱导作用。