生物体具有环境适应性的分子机理是细胞感受环境胁迫(逆境),通过一系列信号传导机制将信号传递到胞内,使细胞在基因水平、蛋白水平和代谢水平响应,从而在环境胁迫中更好地生存。在细胞信号传导过程中,胞外功能性σ因子(Extra cytoplasmic functionσ,ECFσ因子)具有重要作用。ECFσ因子是一类参与跨膜信号传导的σ因子。细胞感应膜外胁迫信号后可以在细胞内释放被束缚的ECFσ因子,后者直接参与基因转录。集胞藻PCC6803是研究胁迫响应的模式生物,其基因组中含有3个ECFσ因子:sigG(slr1545)、sigH(sll0856)和sigI(sll0687),它们在胁迫响应中的功能未知。本文用不同的敲除策略构建了13株△sigI突变体,然后研究了△sigI突变体和△sigH突变体(前人构建)在特定胁迫条件下的表型,得出如下结论:(1)研究了△sigI突变体在1.5%(v/v)乙醇胁迫下的生理表型发现,与野生型相比,△sigI突变体对乙醇胁迫有更好的耐受性,说明sigI在集胞藻PCC6803耐受乙醇胁迫过程中有特殊作用。(2)通过高通量测序的方法对实验室从ATCC27184中分离的集胞藻PCC6803野生型藻株GT-G的基因组进行测序,发现了8个独特的突变位点,其中的5个非同义突变可能对其表型会产生影响。(3)通过研究葡萄糖混养△sigH突变体在不同光条件下的生理表型发现,在混养条件下△sigH突变体的生长速率和利用葡萄糖的速率比野生型慢,混养状态的△sigH突变体中的光合作用相关色素含量比野生型低。同时,在高光条件下,野生型的生长速率和利用葡萄糖的速率加快,而△sigH突变体的生长速率和利用葡萄糖的速率减慢。这些表型说明了sigH在集胞藻PCC6803的混养生长中起重要作用,且这种作用与光照强度有关系。(4)通过研究△sigH突变体在冷胁迫下的表型,发现△sigH突变体在高光条件的冷胁迫下生长会受到抑制,但在正常光下△sigH突变体的生长与野生型无差异,说明了sigH在集胞藻PCC6803耐受高光和低温的双胁迫中起重要作用。本研究为探索生物适应环境胁迫的分子机理和开发能够用于生物能源工业化生产的光合自养型基因工程菌奠定了基础。