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谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum）是一种重要的工业微生物,被广泛用于生产各种生化产品。因其培养条件简单,不含内毒素,在生产医药蛋白方面极具优势,但目前仍存在异源蛋白表达效率低、表达载体少等问题,导致C.glutamicum蛋白表达系统的应用受到限制。本研究以高效表达增强型绿色荧光蛋白（Enhanced Green Fluorescence Protein,EGFP）的C.glutamicum为对象,利用转录组学和蛋白质组学技术,解析C.glutamicum高表达异源蛋白时的应激机制,挖掘对提高异源蛋白表达量有益的功能基因。通过GO和KEGG聚类分析,深入解析蛋白表达对菌株转录组和蛋白质组的影响,为C.glutamicum高表达异源蛋白提供菌株细胞的理性改造靶点。通过基因功能分析得到12个响应异源蛋白表达的潜在靶点,并通过基因过表达实验,初步验证了基因glc B、put P、Cgl2108、inf C可增加EGFP在C.glutamicum中的表达量。最后,在基因改造菌株中对胞内可溶蛋白猪伪狂犬病病毒糖蛋白gD（glycoprotein gD of porcine pseudorabies virus,PRV gD,简称gD）和胞外分泌蛋白抗体重链可变区（variable domain of heavy chain of heavy chain antibody,VHH）进行表达,验证基因改造重组菌株表达异源蛋白的普适性,具体研究成果如下:（1）异源蛋白表达胁迫下C.glutamicum转录组学分析。选取高表达EGFP的工程菌株（H2组）及对照菌株（H1组）,在摇瓶水平进行平行培养,对培养20 h的菌体进行转录组测序。通过比较H2和H1转录组的变化,以|log2（Fold Change）|≥1且p-value＜0.05为条件筛选差异表达基因,H2 vs H1比较组共筛选出160个差异基因,其中132个基因表达量上调,28个基因表达量下调。q PCR随机筛选检测了10个差异基因的表达量,与RNA-Seq的结果基本一致。转录组水平显示差异表达基因主要富集在TCA循环、氨基酸转运、转录翻译和DNA修复等通路。（2）异源蛋白表达胁迫下C.glutamicum蛋白质组学分析。将Fold Change≥1.2或者≤0.83,且p-value＜0.05作为筛选标准获得差异表达蛋白,H2 vs H1比较组一共筛选出226个差异蛋白,其中上调142个,下调84个。蛋白质组学数据表明,为保障细胞在表达异源蛋白时有足够的能量用于生命活动,细胞代谢发生了迁移:苹果酸合酶（由glc B编码）表达水平上调,乙醛酸途径增强;转运方面,脯氨酸转运体（由put P编码）表达水平上调。蛋白质组学数据显示差异表达蛋白主要富集在能量代谢、氨基酸运输和代谢、DNA修复等途径。通过对转录组、蛋白质组及二者互作网络联合分析,筛选出12个上调的差异表达基因,构建这些差异基因过表达菌株,通过测定其EGFP荧光强度发现过表达基因glc B、put P、Cgl2108、inf C的菌株EGFP表达量分别提高了44%、19%、28%和42%。（3）gD表达系统的构建和异源蛋白表达相关应激基因的功能验证。本研究在C.glutamicum中进行gD的可溶性表达,并通过启动子、底盘菌株和发酵条件的优化,提高gD在C.glutamicum中的表达量。对gD表达菌株发酵产物进行SDS-PAGE和Western Blot分析,使用Ni+亲和层析柱纯化蛋白产物。通过胞内蛋白gD和分泌蛋白VHH对差异基因过表达改造菌株进行异源蛋白表达验证,菌株gD-p EC-XK99E-glc B的蛋白表达量提高了23%,其他过表达菌株gD表达量无明显提高;菌株VHH-p EC-XK99E-glc B、VHH-p EC-XK99E-put P、VHH-p EC-XK99E-Cgl2108和VHH-p EC-XK99E-inf C蛋白表达量分别提高了56%、23%、34%和17%。