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本文将金属硫蛋白基因通过同源重组整合到酿酒酵母染色体上,筛选得到了一株对多种重金属具有较好耐受性和吸附能力的基因工程菌4126-pgk-cupl-rDNA,并利用响应面法对其吸附Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的条件参数进行了优化研究。通过PCR的方法获得了Saccharomyces cerevisiae288c携带启动子的金属硫蛋白基因pcupl和3-磷酸甘油酸激酶启动子基因pgk,以及用于介导重组表达的rDNA基因。以pFA6a质粒为基础,以rDNA为同源臂构建了自身携带启动子的金属硫蛋白多拷贝整合表达载体pFA6a-pcup1-rDNA和pgk启动子的金属硫蛋白多拷贝整合表达载体pFA6a-pgk-cup1-rDNA。将两个载体分别转入S. cerevisiae4126,得到两株基因工程菌4126-pcup1-rDNA (4126pr)和4126-pgk-cup1-rDNA (4126pcr)重金属耐受性研究发现,4126pr仅对Cu(Ⅱ)的耐受性有明显提高；4126pcr对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)都表现出显著优于其他菌株的耐受能力。重金属吸附实验结果显示,4126pr只在生长态吸附Cu(Ⅱ)的实验中表现出优于出发菌的吸附能力；4126pcr对Cu(Ⅱ)的吸附能力(4.19mg/g)相比出发菌(1.16mg/g)提高了近4倍：4126pcr对Cr(Ⅵ)的还原速率和对总铬的吸附能力相比出发菌分别提高了40%和13%。实验结果表明,4126pcr比4126pr在重金属污染处理应用上具有更大的优势。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果显示,4126pcr吸附Cu(Ⅱ)的过程中主要参与的官能团为羧基,氨基,羟基；吸附Cr(Ⅵ)的过程中,主要参与的官能团除以上官能团外,磷酸基和酰胺基也起到了一定作用。通过响应面法分别对4126pcr吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的条件进行优化,得出其最优吸附条件分别为：在pH2,温度40℃,吸附剂添加量为7.21g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度为45mg/L的条件下,Cr(Ⅵ)去除率预测值为100%,实测值为98.35%；在pH6,温度40℃,吸附剂添加量为10.44g/L,Cu(Ⅱ)初始浓度为61.75mg/L的条件下,Cu(Ⅱ)去除率预测值为58.24%,实测值56.35%。验证结果与预测结果基本吻合,说明响应面优化得到的吸附条件参数是可行的。