终止子作为RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列,负责基因表达的“输出”。真核生物终止子通过影响mRNA的稳定性、转录效率和位置对转录过程起到重要的调控作用。本论文通过对酿酒酵母基因组序列分析,对自然酿酒酵母终止子进行克隆和表征,同时以番茄红素生物合成途径为验证对象,探讨终止子在基因表达和途径精细调控中的应用潜力,主要结果如下:(1)从酿酒酵母糖酵解途径和TCA循环途径中克隆得到了100个酿酒酵母终止子,并与含有启动子TYS1p和绿色荧光蛋白基因eGFP的验证载体连接,建立了终止子文库。以eGFP基因的荧光蛋白表达强度(FI)作为终止子强度的表征指标,以终止子PGK1t为标准,在文库里发现了45个强终止子,31个中强度终止子和24个弱终止子,酵母终止子的强度范围为0.0613~1.8002,平均相对荧光强度值为0.9945。(2)通过突变酵母终止子的控制元件(效率元件、位置元件和Ploy(A)),发现效率元件是控制终止子强度的重要元件。强终止子的使用能导致mRNA表达水平和蛋白质产量的增加,表明基因的表达可通过终止子的选择而调节。采用不同类型和强度的启动子研究了启动子的使用对终止子强度的影响,发现诱导型启动子(如GAL1p)和强启动子(如FBA1p)对终止子强度的影响不大,而弱启动子(CDC60p)结合中强度终止子的FI值是其结合弱终止子的5倍。并且,弱启动子与强终止子的互补使用能达到和强启动子相似的基因表达效果。终止子对不同报告基因的研究说明终止子作为基因元件是独立于报告基因和编码区序列而行使功能。(3)以番茄红素外源合成途径为验证对象,采用不同强度启动子和终止子设计正交实验,构建由不同终止子控制下的基因表达模块,验证终止子在途径工程中的应用潜力,发现以强终止子ATP15t结合弱终止子TDH3t控制番茄红素合成途径表达时,合成的番茄红素产量最高,最高为0.5681 mg/L,是番茄红素产量最低菌株的5倍。研究说明,终止子作为重要的基因调控元件,在基因表达和代谢途径精细调控中具有较大的应用潜力。