农田重金属污染已成为国家亟待解决的重大环境问题,但不同地区土壤质地具有差异性,使常规的治理技术难以满足我国大面积中轻度污染农田安全利用的需求。微生物修复技术具有绿色无污染等优势而被广泛研究,但由于微生物种类单一、特异性差、重金属抗性基因缺乏等原因限制了微生物的修复效率。为此,本论文构建了mcp基因的异源表达质粒并转化至E.coli BL21（DE3）pLysS中,研究了该基因的异源表达对该菌细胞界面性质的影响以及由此对该菌耐受镉和吸附镉能力的影响机制。本文得到以下研究结论:（1）构建了mcp基因在E.coli BL21（DE3）pLysS中进行稳定遗传的异源表达体系,命名为GEM01-MCP菌。mcp基因（Gen Bank登录号为MW854801）编码的蛋白（MCP）的大小为32.03 kDa,其被预测可以结合二价金属离子。最佳表达条件为:IPTG浓度为1.0 mmol/L,16℃下诱导15 h。（2）明确了mcp基因在E.coli BL21（DE3）pLysS中的异源表达改变了菌体的细胞界面性质,提高了该菌对Cd2+的耐受性（20 mg/L）和吸附能力（8.087 mg/g,是E.coli BL21（DE3）pLysS的2.32倍）。吸附动力学和吸附等温线分析表明mcp基因异源表达后的菌体对Cd2+的吸附强度、亲和力和反应速率均强于E.coli BL21（DE3）pLysS,生物沉淀经酸浸或菌体自溶后Cd2+难以重新释放（生物锁定率达到87%以上）。并且该菌对Pb2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+吸附量分别为17.52、7.81、1.63和0.76 mg/g。此外,随Cd2+浓度的增加（0～5 mg/L）,在培养96 h内,荧光各向异性值（反映细胞膜流动性）由0.098增加至0.195,细胞界面疏水性由1.41%增加至6.52%,Zeta电位由-49.97 mV增加至-43.16 mV,从而影响了mcp基因的表达量。经过2 mg/L和5 mg/L的Cd2+处理96 h后,mcp基因的表达水平分别是对照组(Cd2+浓度为0 mg/L)的5倍和3.5倍。（3）mcp基因异源表达的MCP蛋白在菌体吸附Cd2+的过程中起重要作用。FTIR和2D-FTIR-COS证明了GEM01-MCP菌中活性位点和官能团与Cd2+结合强度顺序为:酰胺I带>细胞壁>MCP蛋白>C-C和C-N>PO43-和胺基;分子模拟对接进一步表明MCP蛋白上的天冬氨酸（37/94/98）、谷氨酸（45/49/128/166）、丝氨酸（3/163）和组氨酸（33/124）等极性和亲水性氨基酸残基作为潜在结合位点可以与Cd2+发生结合。