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酿酒酵母作为一种模式菌株在生物研究领域被广泛应用,然而目前表达系统中将特定异源抗性基因或者营养缺陷性作为筛选标记,费用大且会对细胞有负面影响,廉价的筛选标记为研究者所一直寻找。铜离子是酿酒酵母生理代谢中所需微量元素,但其浓度高时会抑制酵母细胞,酿酒酵母的cup1与ccc2是两个关键的铜抗性基因。以酿酒酵母铜抗性作为筛选标记不仅廉价、灵敏度高,而且对细胞有负面影响小,是一种理想的抗性筛选标记,而有关酵母铜抗性作为筛选标记的报道较少。本研究旨在构建一种廉价、安全、高敏感度的铜抗性酿酒酵母表达体系,并应用于外源蛋白的表达,同时也对酿酒酵母铜抗性机制进行初步研究。(1)为了构建高敏感度的铜抗性酿酒酵母,同时部分考察酿酒酵母铜抗性机制,本研究首先探究了不同铜离子浓度胁迫下酿酒酵母铜抗性基因cup1和ccc2的转录水平。结果表明:随着铜离子浓度的提高,酿酒酵母cup1、ccc2基因转录水平基本上都呈现先增加后减少的趋势,其中两基因均在0.6mM Cu2+时转录水平最高,与0mM Cu2+下两基因转录水平相比,两基因转录水平分别提高了3倍与1.3倍;在相同的铜离子浓度梯度下,cup1基因的转录水平大约是ccc2基因的两倍左右。由此推测,酿酒酵母cup1基因的大量转录更有助于抵御胞外浓度过高的铜离子产生的毒害作用。(2)构建高敏感度的铜抗性酿酒酵母,利用The PCR-mediated Technique技术,分别敲除酿酒酵母cup1、ccc2基因,得到S. cerevisiae W303-1Acup1与S. cerevisiae W303-1Accc2菌株。S. cerevisiae W303-1A cup1菌株对铜离子的最低抑制浓度达到0.08mM,最低抑制浓度降低了约93%;S. cerevisiae W303-1Accc2菌株对铜离子的最低抑制浓度达到0.8mM左右,最低抑制浓度降低了约33.3%。与S. cerevisiae W303-1Accc2相比,S. cerevisiae W303-1A cup1对铜离子更加敏感,可以推测,与ccc2基因相比,cup1基因在酿酒酵母铜抗性中起到更为关键的作用,酿酒酵母抗铜机制中金属螯合作用要大于其运送作用。S. cerevisiae W303-1A cup1为本研究所获得铜离子敏感性宿主,经培养测试,其菌落形态、发酵性能与S. cerevisiae W303-1A差异不显著。(3)构建并应用高敏感度的铜抗性酿酒酵母表达系统,以S. cerevisiae W303-1Acup1为宿主菌,利用pYX212载体为基本构架构建了以cup1作为筛选标记的pYX212M表达系统,0.3mM Cu2+的SC培养基作为筛选条件,阳性转化子概率为80%以上,pYX212M在含有0.3mM Cu2+的SC培养基中,质粒的稳定性平均在88%以上,并利用该系统成功表达了绿色荧光蛋白基因。该系统的建立为廉价筛选标记的广泛使用提供了一种方法。