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双组份信号系统是细菌中最常见的信号传导系统,能够感应、传导外界环境刺激,调节菌体内对应的基因适应性表达,在细菌抵抗不良环境的过程中发挥着重要的作用。Cupriavidus gilardii CR3是典型的重金属抗性基因位于染色体上的细菌,对铜的最小抑菌浓度（MIC）是3 mM。以往研究表明贪铜菌Cupriavidus metallidurans CH34、Cupriavidus necator N-1、Cupriavidus taiwanensis LMG 19424的双组份信号传导系统丰富多样、功能强大且参与重金属抗性调控机制。目前,关于C.gilardii CR3的双组份信号系统的研究尚无报道。本文首次研究了C.gilardii CR3全基因组的双组份信号系统分布特征,克隆鉴定了铜抗性双组份信号基因（copSR）,运用实时荧光定量PCR测定了不同铜离子浓度胁迫下copSR及其调控的结构基因（copB）在mRNA水平上的差异表达情况。此外,通过生物信息学技术对双组份蛋白CopSR进行了结构分析、功能预测和KEGG代谢通路分析。基于上述研究,本文分析了贪铜菌复杂多样的信号传导机制,揭示了C.gilardii CR3铜抗性调控机制。本文研究结果可为C.gilardii CR3在铜污染水体和土壤修复的潜在应用提供重要的理论参考。主要研究结果如下:（1）通过比较基因组学分析,结果表明C.gilardii CR3全基因组共有96个基因编码双组份信号蛋白,组成了22个双组份信号系统,其中与铜抗性相关的双组份信号系统比例最大。C.gilardii CR3的双组份信号系统与同属C.metallidurans CH34、C.necator N-1、C.taiwanensis LMG 19424拥有10个相同的HK蛋白功能域和7个相同的RR蛋白功能域,维持贪铜菌间的保守特性。此外,C.gilardii CR3含有4个HK特有蛋白功能域和1个RR特有蛋白功能域,特异性地适应C.gilardii CR3的生存环境。（2）克隆结果表明双组份信号系统编码基因copSR确实存在于C.gilardii CR3中。测序及NCBI序列比对结果表明,C.gilardii CR3中的copSR基因序列与标准copSR基因序列完全相同,copS为1404 bp,copR为687 bp。Smart数据库分析表明,copS编码的蛋白CopS为C.gilardii CR3的双组份感应蛋白CopS（WP053820945.1）,copR编码的蛋白CopR为C.gilardii CR3的双组份反应调节蛋白CopR（NP251499.1）。菌株CR3的CopS蛋白与Cupriavidus sp.HPC（L）的感应传导激酶同源性较高,菌株CR3的CopR蛋白与Cupriavidus sp.HPC（L）的调控因子同源性较高。（3）通过实时荧光定量PCR研究C.gilardii CR3在Cu2+刺激下目标基因copSRB的差异表达情况。结果表明,C.gilardii CR3在0.5 mM、1 mM、2 mM Cu2+胁迫2 h后,copSR表达量上调,且随着铜离子浓度增加而显著升高（P<0.001）,2 mM达到最大。C.gilardii CR3在不同浓度Cu2+胁迫下,各生长阶段的基因表达规律不尽相同。在0.5mM Cu2+胁迫下,copSR基因表达量在7 h（对数生长早期）达到最大;1 mM Cu2+胁迫时下copSR基因表达量在4 h（迟缓生长晚期）达到最大;2 mM Cu2+作用下copSR在2 h（迟缓生长早期）表达量达到最大。即铜离子浓度越高,copSR达到最大表达量的时间越短。copB的表达受copSR调控,与copSR表达趋势一致。（4）生物信息学分析表明,C.gilardii CR3的CopS为跨膜组氨酸激酶,具有功能域HATPasec、HisKA和HAMP信号域,第255位氨基酸残基为保守的组氨酸残基,发生自磷酸化反应。C.gilardii CR3的Cop R为胞质调控蛋白,具有功能域REC和transregC,第51位为天冬氨酸残基,接收来自CopS的磷酸基团。C.gilardii CR3的CopS三级结构与Thermotoga maritima的反应调节蛋白DrrD结构相似,CopR蛋白三级结构与Caulobacter crescentus的组氨酸激酶DivL结构相似。综上,C.gilardii CR3含有丰富多样的双组份信号系统,C.gilardii CR3中的copSR为铜抗性双组份信号系统。铜抗性双组份蛋白CopS和CopR共同感应和传导C.gilardii CR3外界环境中铜离子刺激,调控下游铜抗性结构基因表达,维持菌体胞内铜离子平衡,对C.gilardii CR3抵抗外界环境中的铜离子威胁起到至关重要的作用。