酵母的多倍体化和非整倍体化都属于大范围的基因组结构变异,都是工业用酵母菌株的重要的遗传变异形式,其中酵母交配型转换是非常关键的一步。本研究开发了基于CRISPR/Cas9的酵母交配型转换方法,通过一次酵母转化,即可完成单倍体和二倍体酵母细胞的交配型转换,且交配型转换的效率均可达到80%以上。应用CRISPR/Cas9介导的交配型转换方法,本研究构建了含有两条合成型染色体(synV和synX)的单倍体酵母,并且实现了同源野生型三倍体、四倍体、五倍体酵母菌株的构建。为了验证多倍体基因组重排的效果,我们将玉米黄质生物合成模块整合在野生型V号染色体上,构建得到了产玉米黄质的野生型二倍体、三倍体和四倍体酵母菌株,以及含有合成型染色体的杂合二倍体、三倍体和四倍体酵母菌株。本研究利用玉米黄质的产量作为筛选酵母有益结构变异的指标,在合成型多倍体酵母中诱导synV染色体的重排。研究发现,synV三倍体重排酵母中玉米黄质产量提升的菌株比例高达15%,玉米黄质产量提升幅度最高达到3.80倍。对玉米黄质产量提升的synV重排酵母进行基因型分析,发现一次染色体重排即可获得基因型多样化的酵母文库,包括非整倍体酵母。本研究筛选得到3N-2的非整倍体酵母。3N-2的非整倍体酵母进行拆孢分析,得到玉米黄质产量提升0.81倍的1.5倍体酵母。本研究可为构建优良的工业菌株提供一定的理论指导。